Что такое электрическое поле? Определение, Формула, Пример

Когда шарик втирают в свитер, шарик заряжается. Из-за этого заряда воздушный шар может прилипать к стенам, но при размещении рядом с другим воздушным шаром, который также потер, первый воздушный шар полетит в противоположном направлении.

Ключевые выводы: электрическое поле

Это явление является результатом свойства вещества, называемого электрическим зарядом. Электрические заряды создают электрические поля: области пространства вокруг электрически заряженных частиц или объектов, в которых другие электрически заряженные частицы или объекты будут ощущать силу.

Электрический заряд, который может быть как положительным, так и отрицательным, - это свойство вещества, которое заставляет два объекта притягиваться или отталкиваться. Если объекты заряжены противоположно (положительно-отрицательно), они будут притягиваться; если они заряжены одинаково (положительно-положительно или отрицательно-отрицательно), они будут отталкивать.

Единицей электрического заряда является кулон, который определяется как количество электричества, которое передается электрический ток 1 ампер в 1 секунду.

атомы, которые являются основными единицами иметь значение, сделаны из трех типов частиц: электроны, нейтроны, и протоны. Сами электроны и протоны электрически заряжены и имеют отрицательный и положительный заряд соответственно. Нейтрон электрически не заряжен.

Многие объекты электрически нейтральны и имеют суммарный чистый заряд, равный нулю. Если имеется избыток либо электронов, либо протонов, что дает суммарный заряд, который не равен нулю, объекты считаются заряженными.

Одним из способов количественной оценки электрического заряда является использование константы е = 1,602 * 10.^-19 кулоны. Электрон, который является наименьшим количеством отрицательного электрического заряда, имеет заряд -1,602 * 10.^-19 кулоны. Протон, который является наименьшим количеством положительного электрического заряда, имеет заряд +1.602 * 10^-19 кулоны. Таким образом, 10 электронов будут иметь заряд -10 e, а 10 протонов будут иметь заряд +10 e.

Электрические заряды притягивают или отталкивают друг друга, потому что они оказывают сил друг на друга. Сила между двумя точечными электрическими зарядами - идеализированными зарядами, которые сосредоточены в одной точке пространства - описывается Закон Кулона. Закон Кулона гласит, что сила или величина силы между двумя точечными зарядами пропорциональна величинам зарядов и обратно пропорциональный на расстояние между двумя зарядами.

Математически это дается как:

F = (k | q₁Q₂|) / Г²

где д₁ заряд первого точечного заряда, q₂ заряд второго точечного заряда, k = 8,988 * 10⁹ Nm²/ C² постоянная Кулона, а r расстояние между двумя точечными зарядами.

Хотя технически нет реальных точечных зарядов, электроны, протоны и другие частицы настолько малы, что могут приближенный точечной зарядкой.

Электрический заряд создает электрическое поле, которое представляет собой область пространства вокруг электрически заряженной частицы или объекта, в которой электрический заряд будет ощущать силу. Электрическое поле существует во всех точках пространства и может наблюдаться путем введения другого заряда в электрическое поле. Однако электрическое поле может быть аппроксимировано как ноль для практических целей, если заряды находятся достаточно далеко друг от друга.

Электрические поля являются векторное количество и может быть визуализирован как стрелки, идущие к зарядам или от них. Линии определены как указывающие радиально наружуот положительного заряда или радиально внутрь, в сторону отрицательного заряда.

Величина электрического поля определяется по формуле E = F / q, где E - сила электрическое поле, F - электрическая сила, а q - испытательный заряд, который используется для «ощущения» электрического поле.

Для двухточечных сборов F определяется законом Кулона выше.

• Таким образом, F = (k | q₁Q₂|) / Г²где q₂ определяется как тестовый заряд, который используется для «ощущения» электрического поля.
• Затем мы используем формулу электрического поля, чтобы получить E = F / q₂, поскольку д₂ был определен как тестовый заряд.
• После замены на F E = (k | q₁|) / Г².

• Фицпатрик, Ричард. “Электрические поля.” Техасский университет в Остине, 2007.
• Левандовски, Хизер и Чак Роджерс. «Электрические поля». Колорадский университет в Боулдере, 2008.
• Ричмонд, Майкл. “Электрический заряд и кулоновский закон.” Рочестерский технологический институт.