Какво е електрическо поле? Определение, формула, пример

Когато балон се втрие в пуловер, балонът се зарежда. Поради този заряд балонът може да се залепи за стени, но когато бъде поставен до друг балон, който също е разтрит, първият балон ще лети в обратна посока.

Ключови извеждания: електрическо поле

Това явление е резултат от свойство на материята, наречено електрически заряд. Електрическите заряди произвеждат електрически полета: области на пространството около електрически заредени частици или предмети, в които други електрически заредени частици или предмети биха почувствали сила.

Електрическият заряд, който може да бъде положителен или отрицателен, е свойство на материята, която кара два обекта да привличат или отблъскват. Ако обектите са натоварени обратно (положително-отрицателни), те ще привлекат; ако са начислени по подобен начин (положително-положително или отрицателно-отрицателно), те ще отблъснат.

Единицата на електрическото зареждане е кулонът, който се дефинира като количеството електричество, което се предава чрез електрически ток от 1 ампер за 1 секунда.

Атомите, които са основните единици на въпрос, са направени от три вида частици: електрони, неутрони, и протони. Самите електрони и протони са електрически заредени и имат отрицателен и положителен заряд, съответно. Един неутрон не е електрически зареден.

Много обекти са електрически неутрални и имат общ нетен заряд от нула. Ако има излишък или от електрони, или от протони, като по този начин се получава нетен заряд, който не е нула, обектите се считат за заредени.

Един от начините за количествено определяне на електрическия заряд е чрез използване на константата e = 1.602 * 10^-19 кулони. Един електрон, който е най-малката стойност на отрицателния електрически заряд, има заряд от -1.602 * 10^-19 кулони. Протон, който е най-малкото количество положителен електрически заряд, има заряд +1.602 * 10^-19 кулони. Така 10 електрона биха имали заряд от -10 e, а 10 протона биха имали заряд от +10 e.

Електрическите заряди се привличат или отблъскват взаимно, защото те упражняват войски един върху друг. Силата между два електрически точкови заряда - идеализирани заряди, концентрирани в една точка в пространството - е описана от Закон на Кулом. Законът на Coulomb гласи, че силата или големината на силата между две точкови заряди е пропорционална на величините на зарядите и обратно порпорционален до разстоянието между двете заряди.

Математически това се дава като:

F = (k | q)₁р₂|) / R²

където q₁ е зарядът на първата зарядна точка, q₂ е зарядът на заряда във втората точка, k = 8.988 * 10⁹ Nm²/° С² е константа на Coulomb и r е разстоянието между две точкови заряди.

Въпреки че технически няма реални точкови заряди, електроните, протоните и други частици са толкова малки, че могат да бъдат приближения чрез точково зареждане.

Електрическият заряд произвежда електрическо поле, което е област от пространство около електрически заредена частица или предмет, в която електрически заряд би почувствал сила. Електрическото поле съществува във всички точки на космоса и може да бъде наблюдавано чрез въвеждане на друг заряд в електрическото поле. Електрическото поле обаче може да се определи като нула за практически цели, ако зарядите са достатъчно далеч един от друг.

Електрическите полета са a векторно количество и могат да бъдат визуализирани като стрелки, насочени към или извън зарядите. Линиите се дефинират като сочещи радиално навън, далеч от положителен заряд, или радиално навътре, към отрицателен заряд.

Величината на електрическото поле се дава чрез формулата E = F / q, където E е силата на електрическо поле, F е електрическата сила, а q е тестовият заряд, който се използва за „усещане“ на електрическото област.

При две точкови такси F се определя от закона на Coulomb по-горе.

• Така F = (k | q)₁р₂|) / R², където q₂ се дефинира като най-добрият шарж, който се използва за „усещане“ на електрическото поле.
• След това използваме формулата на електрическото поле, за да получим E = F / q₂, тъй като q₂ е определен като тест за зареждане.
• След заместване на F, E = (k | q₁|) / R².

• Фицпатрик, Ричард. “Електрически полета.” Тексаският университет в Остин, 2007.
• Левандовски, Хедър и Чък Роджърс. "Електрически полета." Университета на Колорадо в Боулдър, 2008.
• Ричмънд, Майкъл. “Електрически заряд и закон на Coulomb.” Рочестърски технологичен институт.