- Что такое электрическое поле?
- История электрического поля
- Единицы электрического поля
- Формула электрического поля
- Напряженность электрического поля
- Пример электрического поля
Мы объясняем, что такое электрическое поле, историю его открытия, как измеряется его напряженность и какова его формула.
Что такое электрическое поле?
Электрическое поле - это физическое поле или область пространства, которое взаимодействует с электрическими зарядами или телами, заряженными электрической силой. Его изображение с помощьюмодель описывает способ, которым различные тела и системы электрической природы взаимодействуют с ним.
С физической точки зрения это векторное поле, в котором электрический заряд Данный (q) страдает от воздействия электрической силы (F).
Эти электрические поля могут быть следствием наличия электрических зарядов или магнитные поля переменные, что продемонстрировали эксперименты британских ученых Мишеля Фарадея и Джеймса К. Максвелла.
По этой причине электрические поля, с современной точки зрения физики, рассматриваются наряду с магнитными полями, чтобы сформировать электромагнитные поля.
Таким образом, электрическое поле - это та область пространства, которая была изменена наличием электрического заряда. Если этот заряд положительный, он генерирует силовые линии электрического поля, которые «поднимаются» в заряде и выходят наружу в радиальном направлении. Если же заряд отрицательный, силовые линии «умирают» на заряде. Если заряд приближается к области пространства, где существует электрическое поле, он испытывает электрическую силу с адрес и смысл.
История электрического поля
Концепция электрического поля была впервые предложена Мишелем Фарадеем из-за необходимости объяснять действие электрических сил на расстоянии. Это явление было ключевым в его демонстрации электромагнитной индукции в 1831 году, тем самым подтвердив связь между магнетизм Yэлектричество.
Более поздний вклад в электрическое поле был внесен Джеймсом Максвеллом, уравнения которого описывали множество аспектов электрической динамики этих полей, особенно в их Теория динамического электромагнитного поля.
Единицы электрического поля
Электрические поля нельзя измерить напрямую с помощью любого типа устройства. Но можно наблюдать его влияние на находящуюся поблизости нагрузку, то есть можно измерить сила действуя на нагрузку (интенсивность). Для этого используются ньютон / кулон (N / C).
Формула электрического поля
Уравнение, связывающее электрическое поле E с силой, которую оно оказывает на заряд q, задается следующим уравнением:
F = qE
Где F - электрическая сила, которая действует на электрический заряд q, введенный в поле с напряженностью E. Обратите внимание, что и F, и E являются векторными величинами, наделенными смыслом и направлением.
Отсюда можно продвинуться математически, включив закон Кулона, получив, что E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, где ȓi - единичные векторы, которые отмечают направление линии, объединяющей каждый заряжать qi каждым зарядом q.
Напряженность электрического поля
Напряженность электрического поля - это векторная величина, которая представляет электрическую силу F, действующую на данный заряд в точном количестве Ньютон / Куллон (Н / Кл).Эту величину часто называют просто «электрическим полем», потому что нельзя измерить само поле, а его влияние на данный заряд.
Для его расчета используется формула F = q.E с учетом того, что если заряд положительный (q> 0), электрическая сила будет иметь тот же знак, что и поле, и q будет двигаться в том же направлении; тогда как если заряд отрицательный (q <0), все будет наоборот.
Пример электрического поля
Простой пример расчета напряженности электрического поля:
Если мы введем электрический заряд 5 × 10-6 Кл в электрическое поле, которое действует с силой 0,04 Н, с какой интенсивностью действует это поле?
Применяя формулу E = F / q, получаем, что E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8000 N / C.