Elektrik alan kuvveti

Her elektrik yükü, elektrik alanını kuşatır. Uzun araştırmalar sonucunda fizikçiler, yüklü cisimlerin birbirleriyle etkileşiminin onları çevreleyen elektrik alanlarından dolayı oluştuğu sonucuna vardı. Bunlar, herhangi bir elektrik yüküyle ayrılmaz bir şekilde bağdaşan, maddenin özel bir şeklidir.

Elektrik alanının çalışması küçük yüklü cisimlerin tanıtılmasıyla gerçekleştirilir. Bu cesetlere test probları denir. Örneğin, şarjlı bir mantar topu genellikle test ücreti olarak kullanılır.

Pozitif bir yüke sahip bir vücudun elektrik alanına bir deneme yükü getirildiğinde, eyleminin altında kolay pozitif yüklü bir mantar topu vücuda getirdiğimizde o kadar sapacaktır.

Rasgele yüklü bir gövdenin elektrik alanında bir test yükü taşırken, üzerine etki eden kuvvetin farklı yerlerde farklı olacağını bulmak kolaydır.

Böylece büyüklük bakımından farklı olan q1, q2, q3, ..., qn sondaları tarlada tek bir noktaya yerleştirildiğinde onlara etki eden kuvvetlerin F1, F2, F3, ..., Fn'den farklı olduğunu bulmak mümkündür, ancak kuvvetin boyuta oranı Böyle bir alanın kesin bir ücreti değişmez:

F1 / q1 = F2 / q2 = F3 / q3 = ... = Fn / qn.

Alanın farklı noktalarını bu şekilde incelersek, aşağıdaki sonuca ulaşırız: Elektrik alanındaki her bir tek nokta için, test yüküne etki eden kuvvetin bu yükün değerine oranı, değişmez ve sınama yükünden bağımsızdır.

Buradan yola çıkarak, bu oranın büyüklüğü, onun keyfi bir noktasındaki elektrik alanını karakterize eder. Alanın bu noktasında bulunan pozitif yüke etki eden kuvvetin yük büyüklüğüne oranı ile ölçülen değer ve elektrik alan kuvveti:

E = F / q1.

Tanımından görüleceği üzere, bu, sahadaki belirli bir noktaya yerleştirilen pozitif yükün bir birimi üzerinde etki yapan kuvvete eşittir.

Elektrik alan kuvveti birimi için, bir dinenin bir kuvveti ile bir elektrostatik ünitenin yüküne etki eden alan kuvveti alınır. Bu birime mutlak elektrostatik gerilim birimi denir.

Belirli bir şarjda R noktasından belli bir şarjda herhangi bir noktasal yükün (q) elektrik alan şiddetini belirlemek için bu rasgele noktaya bir test yükü q1 yerleştirilmesi ve üzerinde (bir vakum için) etki eden Fa kuvveti hesaplanmalıdır.

Coulomb yasasına göre :

Fa = (q1q) / r² .

Yükü etkileyen kuvvetin büyüklüğünün q1 değerine oranını alırsak, A noktasındaki elektrik alanının mukavemetini hesaplayabiliriz:

Ea = q / r² .

Buna ek olarak, gerginliği keyfi bir B noktasında bulabilir; Eşit olacaktır:

Eb = q / r² .

Bu nedenle, alanın belirli bir noktasında (bir vakumda) bir nokta şarj elektrik alanının yoğunluğu verilen şarj büyüklüğü ile doğru orantılı olacak ve bu şarj ve nokta arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılı olacaktır.

Alan kuvveti güç karakteristiği gibi davranır. E alanının keyfi bir noktasında bilerek, belirli bir noktada q yükü üzerinde etki eden F kuvvetini hesaplamak kolaydır:

F = qE.

Elektrik alan kuvveti bir vektör miktarıdır. Alanın her bir noktasındaki gerilimin yönü, noktaya yerleştirilen pozitif yük üzerine etki eden kuvvetin yönü ile birleştirilir.

Bir alan çeşitli yüklerle oluşturulduğunda: q1 ve q2, belirli bir alanın A noktasındaki E yoğunluğu, verilen noktada q1 ve q2 yükleri tarafından ayrı olarak oluşturulan E1 ve E2 gerilmelerinin geometrik toplamına eşit olacaktır.

Rasgele bir noktadaki elektrik alan kuvveti, kuvvet ve diğer vektörel niceliklerin görüntüsüne benzer şekilde, bu noktadan kaynaklanan yönlendirilmiş bir bölüm yardımıyla grafik olarak görüntülenebilir.