Шта је електрично поље? Дефиниција, формула, пример

Када балон трљате џемпер, балон се напуни. Због овог набоја балон се може залепити за зидове, али када се постави поред другог балона који је такође протрљан, први балон ће летети у супротном смеру.

Кључни одводи: електрично поље

Ова појава је резултат својства материје која се зове електрични набој. Електрични набоји производе електрична поља: подручја простора око електрично набијених честица или предмета у којима би друге електрично набијене честице или предмети осјећали силу.

Електрични набој, који може бити и позитиван или негативан, је својство материје која два предмета привлачи или одбија. Ако су предмети супротно набијени (позитивно-негативно), они ће привући; ако су на сличан начин набијени (позитивно-позитивно или негативно-негативно), одвратиће се.

Јединица електричног набоја је кубом, која се дефинише као количина електричне енергије коју преноси ан електрична струја од 1 ампера за 1 секунду.

Атоми, које су основне јединице материја, направљене су од три врсте честица: електрони, неутрони, и протони. Сами електрони и протони су наелектрисани и имају негативан и позитиван набој, респективно. Неутрон се не пуни електрично.

Многи су објекти електрично неутрални и имају укупно нулти набој. Ако постоји вишак било електрона, било протона, чиме се постиже нето набој који није нула, предмети се сматрају набијеним.

Један од начина за квантификацију електричног набоја је употреба константе е = 1.602 * 10^-19 цоуломбс. Један електрон, који је најмања количина негативног електричног набоја, има наелектрисање од -1.602 * 10^-19 цоуломбс. Протон, који је најмања количина позитивног електричног набоја, има набој +1.602 * 10^-19 цоуломбс. Тако би 10 електрона имао набој -10 е, а 10 протона наелектрисање од +10 е.

Електрични набоји се међусобно привлаче или одбијају јер дјелују снаге једни на друге. Сила између два наелектрисања у тачки - идеализованих набоја који су концентрисани у једној тачки у простору - је описана Цоуломб-ов закон. Цоуломб-ов закон каже да је снага или величина силе између два тачкаста набоја пропорционална величини наелектрисања и обрнуто пропорционална на растојање између два набоја.

Математички, ово је дато као:

Ф = (к | к)₁к₂|) / р²

где к₁ је наелектрисање наелектрисања прве тачке, к₂ је набој набоја у другој тачки, к = 8.988 * 10⁹ Нм²/ Ц² је Цоуломб-ова константа, а р је удаљеност између два тачкаста набоја.

Иако технички не постоје стварни тачкасти набоји, електрони, протони и друге честице су толико мале да могу бити приближно помоћу тачканог набоја.

Електрични набој производи електрично поље, које је подручје простора око електрично набијене честице или предмета у којем би електрични набој осјећао силу. Електрично поље постоји у свим тачкама у простору и може се посматрати додавањем другог набоја у електрично поље. Међутим, електрично се поље за практичне сврхе може сматрати нултом ако су набоји довољно удаљени једни од других.

Електрична поља су вектоска величина и могу се визуализовати као стрелице које иду ка или даље од набоја. Линије су дефинисане као усмјерене радијално према споља, далеко од позитивног набоја, или радијално према унутра, према негативном набоју.

Јачина електричног поља је дата формулом Е = Ф / к, где је Е јакост електрично поље, Ф је електрична сила, а к је испитни набој који се користи да би се „осетио“ електрични поље.

За две тачке наплате, Ф је дат Цоуломб-овим законом горе.

• Дакле, Ф = (к | к₁к₂|) / р², где к₂ је дефинисан као најбољи тест који се користи за "осећање" електричног поља.
• Затим користимо формулу електричног поља да бисмо добили Е = Ф / к₂, од к₂ је дефинисано као набој за тестирање.
• Након замјене за Ф, Е = (к | к₁|) / р².

• Фитзпатрицк, Рицхард. “Електрична поља.” Универзитет у Тексасу у Аустину, 2007.
• Левандовски, Хеатхер и Цхуцк Рогерс. "Електрична поља." Универзитет Колорадо у граду Боулдер, 2008.
• Рицхмонд, Мицхаел. “Електрична пуњења и Кулонов закон.” Роцхестер Институте оф Тецхнологи.