- Elektrik alanı nedir?
- Elektrik alanının tarihi
- Elektrik Alan Birimleri
- Elektrik alan formülü
- Elektrik alan şiddeti
- Elektrik alan örneği
Elektrik alanının ne olduğunu, keşfinin tarihçesini, yoğunluğunun nasıl ölçüldüğünü ve formülünün ne olduğunu açıklıyoruz.
Elektrik alanı nedir?
Bir elektrik alanı fiziksel bir alandır veya bölge elektrik yükleri veya bir elektrik kuvveti tarafından yüklenen cisimler ile etkileşime giren uzayın. Onun temsili birmodel elektriksel nitelikteki farklı cisimlerin ve sistemlerin onunla etkileşime girme şeklini tanımlar.
Fiziksel terimlerle ifade edildiğinde, içinde bir vektörün bulunduğu bir vektör alanıdır. elektrik şarjı Verilen bir (q), bir elektrik kuvvetinin (F) etkilerine maruz kalır.
Bu elektrik alanları, elektrik yüklerinin varlığının sonucu olabilir veya manyetik alanlar İngiliz bilim adamları Michel Faraday ve James C. Maxwell'in deneylerinin gösterdiği gibi değişkenler.
Bu nedenle, çağdaş fiziksel perspektiflerde elektrik alanları, elektromanyetik alanlar oluşturmak için manyetik alanların yanında düşünülür.
Böylece, bir elektrik alanı, bir elektrik yükünün mevcudiyeti ile değiştirilmiş uzay bölgesidir. Bu yük pozitifse, yükte "yükselen" ve radyal yönde dışa doğru uzanan elektrik alan çizgileri oluşturur. Öte yandan, yük negatifse, alan çizgileri yük üzerinde "ölür". Bir yük, bir elektrik alanının bulunduğu uzay bölgesine yaklaşırsa, bir elektrik kuvveti ile karşılaşacaktır. adres ve anlam.
Elektrik alanının tarihi
Elektrik alan kavramı ilk kez Michel Faraday tarafından, elektrik kuvvetlerinin uzak mesafedeki hareketini açıklama ihtiyacından ortaya çıkmıştır. Bu fenomen, 1831'de elektromanyetik indüksiyonun gösterilmesinde kilit rol oynadı ve böylece arasındaki bağlantıları doğruladı. manyetizma Yelektrik.
Elektrik alanına daha sonraki bir katkı, denklemleri bu alanların elektrik dinamiğinin birçok yönünü, özellikle de onların elektriksel dinamiklerini tanımlayan James Maxwell'inkiydi. Dinamik Elektromanyetik Alan Teorisi.
Elektrik Alan Birimleri
Elektrik alanları herhangi bir cihazla doğrudan ölçülemez. Ancak çevresinde bulunan bir yük üzerinde etkisini gözlemlemek, yani Kuvvet yüke etki eden (yoğunluk). Bunun için Newton / Coulomb (N / C) kullanılır.
Elektrik alan formülü
E elektrik alanını, q yüküne uyguladığı kuvvetle ilişkilendiren denklem, aşağıdaki denklemle verilir:
F = qE
F, alana E yoğunluğunda verilen q elektrik yüküne etki eden elektrik kuvvetidir. Hem F hem de E'nin, duyu ve yön ile donatılmış vektör miktarları olduğuna dikkat edin.
Buradan, Coulomb Yasasını dahil ederek, E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi elde ederek matematiksel olarak ilerlemek mümkündür, burada ȓi, her birini birleştiren doğrunun yönünü işaretleyen birim vektörlerdir. her q yüküyle qi'yi yükle.
Elektrik alan şiddeti
Elektrik alanının yoğunluğu, belirli bir Newton / Coulomb (N / C) miktarında belirli bir yüke etki eden elektrik kuvvetini F temsil eden bir vektör miktarıdır.Bu büyüklük genellikle basitçe "elektrik alan" olarak adlandırılır, çünkü alanın kendisi ölçülemez, ancak belirli bir yük üzerindeki etkisi ölçülebilir.
Bunu hesaplamak için, eğer yük pozitifse (q> 0) elektrik kuvvetinin alanla aynı işarete sahip olacağı ve q'nun aynı yönde hareket edeceği dikkate alınarak F = q.E formülü kullanılır; eğer yük negatifse (q <0), her şey tam tersi olur.
Elektrik alan örneği
Bir elektrik alanının yoğunluğunu hesaplamanın basit bir örneği:
0,04 N'luk bir kuvvetle hareket eden bir elektrik alanına 5 × 10-6 C'lik bir elektrik yükü eklersek, bu alan hangi şiddette hareket eder?
E = F / q formülünü uygulayarak, E = 0.04 N / 5 × 10-6 C = 8.000 N / C'ye sahibiz.