Čo sú to riadky elektrického poľa: vlastnosti a ich znázornenie

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Koncept elektrického poľa predstavil Michael Faraday. Narodil sa 22. septembra 1791 v Londýne a zomrel 25. augusta 1867 v Hampton Court Palace v Molesey. V mnohých oblastiach fyziky sú elektrické polia dôležité a v elektrotechnike sa tieto polia prakticky využívajú. Príťažlivá sila medzi elektrónmi a atómovým jadrom sú zodpovedné za elektrické polia. Jednotka intenzity signálu elektrického poľa SI je v / m (volt na meter) a podľa časovo sa meniacich magnetických polí alebo podľa elektrické náboje, vznikajú elektrické polia. Diskutuje sa o stručnom vysvetlení elektrických siločiar a znázornení siločiar.

Čo sú to elektrické siločiary?

Definícia: Čiara elektrického poľa je definovaná ako oblasť, v ktorej elektrický náboj zažíva silu. Nabité objekty môžu byť kladné alebo záporné, opačné náboje sa navzájom priťahujú a podobné náboje odpudzujú. Silové siločiary sú vizuálne reprezentácie elektrického poľa vytváraného jedným nábojom alebo skupinou nábojov a má skratku E-pole. Toto je trojrozmerný koncept, a preto ho nemožno v rovine vizualizovať s veľmi veľkou správnosťou. Písmeno E predstavuje vektor elektrického poľa a je dotyčnicový k siločiarke v každom bode. Smer týchto čiar je rovnaký ako smer vektora elektrického poľa.




Intenzita elektrického poľa v dôsledku bodového náboja a skupiny náboja

Intenzitu elektrického poľa v dôsledku bodových nábojov možno získať pomocou coulombovho zákona. Intenzita elektrického poľa v dôsledku bodového náboja je uvedená na nasledujúcom obrázku.

Poplatok za intenzitu elektrického poľa

intenzita elektrického poľa v dôsledku náboja bodu



Podľa coulombovho zákona je sila „F“ vyjadrená ako

F = q * q0/ 4Πε0rdvar ̂ ……………………… eq (1)

Intenzita elektrického poľa v dôsledku bodového náboja je vyjadrená ako.


E = F / q0r ̂ ……………………. ekv (2)

Náhradník eq (1) v eq (2) získa výraz intenzity elektrického poľa spolu s bodovým nábojom a záťažová skúška

E = q * q0/ 4Πε0rdva* 1 / q0 r ̂

E = q / 4Πε0rdvar ̂ ……………… eq (3)

Kde r ̂ je jednotkový vektor

Rovnica (3) je intenzita elektrického poľa v dôsledku bodového náboja spolu s bodovým nábojom a skúšobným nábojom. Intenzita elektrického poľa v dôsledku skupiny nábojov je uvedená na nasledujúcom obrázku

Intenzita elektrického poľa - kvôli skupine poplatkov

intenzita elektrického poľa v dôsledku skupiny poplatkov

Kde q 1,čodva,čo3,čo4,čo5,čo6………. čo n sú poplatky a r1,rdva,r3,r4,r5,r6………. rn sú vzdialenosti.

Intenzita elektrického poľa v dôsledku skupiny nábojov v bode p je daná vzťahom

E = E1+ E.dva+ E.3+ E.4+ ……… + En……………………. ekv (4)

Ako vieme, intenzita elektrického poľa v dôsledku bodového náboja je vyjadrená vo vyššie uvedenom eq (3) podobne

JE1= q1/ 4Πε0r1dvar ̂1

JEdva= qdva/ 4Πε0rdvadvar ̂dva

JE3= q3/ 4Πε0r3dvar ̂3…………JEn= qn/ 4Πε0rndvar ̂n

Náhradník E1,JEdva,JE3,JE4,………JEn hodnoty v eq (4) dostanú

E = q1/ 4Πε0r1dvar ̂1+ qdva/ 4Πε0rdvadvar ̂dva+ q3/ 4Πε0r3dvar ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε0rndvar ̂n

E = 1 / 4Πε0[čo1/ r1dvar ̂1+ qdva/ rdvadvar ̂dva+ q3/ r3dvar3̂ + ……… .. + qn/ rndvar ̂n] …………………………. ekv (5)

Rovnica (5) je intenzita elektrického poľa v dôsledku skupiny nábojov

Zastúpenie poľných čiar

Pre q> 0: Keď je q väčšie ako nula (q> 0), je náboj kladný a siločiary sú radiálne smerom von. Polárne čiary pre q> 0 sú zobrazené na obrázku nižšie.

Charge-Greater-Than-Zero

elektrické pole-linka-na-nabitie-vacsie ako-nula

Pre q<0: Keď q je menšie ako nula (q<0), the charge is negative and the field lines are radially inward. The field lines for q<0 are shown in the below figure.

Pre-Q-menej ako nula

za-q-menej ako nula

Na rozdiel od poplatkov alebo dipólov: Zastúpenie siločiary pre na rozdiel od nábojov resp dipól je znázornený na nasledujúcom obrázku.

elektrické siločiary pre nepravdepodobné poplatky

elektrické siločiary pre nepravdepodobné poplatky

Za podobné poplatky

Ak | q1 | = | q2 |: Ak je náboj q1a qdvasú rovnaké, neutrálny bod a intenzita poľa sú pre podobné náboje nulové a je v strede q1a qdvapoplatky.

charge-q1-is-equal-to-q2

charge-q1-is-equal-to-q2

Ak | q1 |> | q2 |: Ak je náboj q1je väčšie ako qdva, neutrálny bod „p“ sa posúva smerom k náboju qdvamenšej veľkosti.

Jednotné elektrické pole: V rovnomernom elektrickom poli poľné čiary vychádzajú z kladného náboja a smerujú do záporného náboja. Siločiary sú rovnomerne vzdialené a tie sú rovnobežné v rovnomernom elektrickom poli.

uniformne-elektricke pole

uniformne-elektricke pole

Vlastnosti

Vlastnosti siločiar elektrického poľa sú

  • Siločiary začínajú od kladného náboja a končia záporným nábojom
  • Siločiary sú spojité
  • Siločiary sa nikdy nepretínajú (dôvod: Ak sa pretínajú navzájom, v mieste, kde to nie je možné, budú dva smery elektrického poľa)
  • V oblasti silného elektrického poľa sú čiary veľmi blízko seba, zatiaľ čo v oblasti slabého elektrického poľa sú čiary ďaleko
  • V oblasti rovnomernej čiary elektrického poľa existujú rovnobežné čiary v rovnakej vzdialenosti
  • Silové siločiary sú vždy kolmé na povrch vodiča

Pravidlá pre kreslenie čiar elektrického poľa

Pravidlá pre kreslenie siločiary sú

  • Pre danú skupinu bodových nábojov polné čiary vždy pochádzajú z kladného náboja a končia záporným nábojom. V prípade, že dôjde k nadmernému poplatku, niektoré riadky sa začnú alebo skončia na neurčito.
    Napríklad na vyššie uvedenom obrázku q1je väčšie ako qdva. Riadky majú pôvod v qdva, tak nabite qdvaje kladný a v náboji q1niektoré riadky prichádzajú z nekonečne ďaleko.
  • Počet nakreslených čiar končiacich záporným nábojom alebo zanechávajúcich kladný náboj je úmerný veľkosti náboja.
    Čím vyšší je náboj, tým viac liniek z neho odíde, ak ide o kladný náboj, alebo ho ukončite, ak ide o záporný náboj.
  • Siločiary sa nikdy nepretínajú

Časté otázky

1). Aké sú typy siločiar?

Jednotné elektrické pole a nejednotné elektrické pole sú dva typy siločiar elektrického poľa. O siločiarke sa hovorí, že je to rovnomerné elektrické pole, keď je elektrické pole konštantné, a o nerovnomernom elektrickom poli, keď je pole v každom bode nepravidelné.

2). Ako si vyrobíte elektrické pole?

Stacionárnymi nábojmi sa vytvára elektrické pole a pohyblivými nábojmi sa vytvára magnetické pole.

3). Ako sa vyrába elektrické pole?

Elektrické pole vytvárajú nabité častice. V smere poľa sa akcelerujú kladné náboje a v opačnom smere poľa sa akcelerujú negatívne nabité častice.

4). Aká je intenzita elektrického poľa v dôsledku bodových nábojov?

Intenzita elektrického poľa v dôsledku bodového náboja spolu s bodovým nábojom a skúšobným nábojom je vyjadrená ako

E = q / 4Πε0rdvar ̂

Kde E je intenzita elektrického poľa, r ̂ je jednotkový vektor a q je náboj.

5). Ako naznačujú čiary elektrického poľa silu poľa?

Sila siločiar elektrického poľa závisí od náboja zdroja a elektrické pole je silné, keď sú siločiary blízko seba.

V tomto článku elektrické pole diskutuje sa o intenzite v dôsledku bodového náboja a skupiny náboja, zastúpení siločiar, vlastnostiach siločiar a pravidlách pre kreslenie čiar elektrického poľa. Je tu pre vás otázka, čo je testovací a bodový náboj v elektrickom poli?