elektrisk felt

2022

Hvad er et elektrisk felt?
Det elektriske felts historie
Enheder af elektrisk felt
Formel for elektrisk felt
Elektrisk feltintensitet
Eksempel på elektrisk felt

Vi forklarer, hvad et elektrisk felt er, historien om dets opdagelse, hvordan dets intensitet måles, og hvad dets formel er.

Et elektrisk felt er et område i rummet, der er modificeret af en elektrisk ladning.

Hvad er et elektrisk felt?

Et elektrisk felt er et fysisk felt eller område rum, der interagerer med elektriske ladninger eller legemer opladet af en elektrisk kraft. Hans repræsentation ved hjælp af enmodel beskriver den måde, hvorpå forskellige legemer og systemer af elektrisk karakter interagerer med det.

Udtrykt i fysiske termer er det et vektorfelt, hvori en elektrisk ladning En given (q) lider under virkningerne af en elektrisk kraft (F).

Disse elektriske felter kan være konsekvensen af tilstedeværelsen af elektriske ladninger, eller af magnetiske felter variabler, som demonstreret af de britiske videnskabsmænds eksperimenter Michel Faraday og James C. Maxwell.

Af den grund betragtes elektriske felter i nutidige fysiske perspektiver sammen med magnetiske felter for at danne elektromagnetiske felter.

Således er et elektrisk felt det område af rummet, der er blevet ændret ved tilstedeværelsen af en elektrisk ladning. Hvis denne ladning er positiv, genererer den elektriske feltlinjer, der "stiger" i ladningen og strækker sig udad i radial retning. Hvis ladningen derimod er negativ, "dør" feltlinjerne på ladningen. Hvis en ladning nærmer sig det område af rummet, hvor der findes et elektrisk felt, vil den opleve en elektrisk kraft med en adresse og mening.

Det elektriske felts historie

Begrebet elektrisk felt blev foreslået for første gang af Michel Faraday, som følge af behovet for at forklare virkningen af elektriske kræfter på afstand. Dette fænomen var nøglen i hans demonstration af elektromagnetisk induktion i 1831, og verificerede derved sammenhængen mellem magnetisme Yelektricitet.

Et senere bidrag til det elektriske felt var det fra James Maxwell, hvis ligninger beskrev flere aspekter af disse felters elektriske dynamik, især i deres Dynamisk elektromagnetisk feltteori.

Enheder af elektrisk felt

Elektriske felter er ikke direkte målbare med enhver type enhed. Men det er muligt at observere dens effekt på en belastning, der er placeret i dens nærhed, det vil sige, at det er muligt at måle kraft virker på belastningen (intensitet). Newton/coulomb (N/C) bruges til dette.

Formel for elektrisk felt

Ligningen, der forbinder et elektrisk felt E med den kraft, det udøver på en ladning q, er givet ved følgende ligning:

F = qE

Hvor F er den elektriske kraft, der virker på den elektriske ladning q introduceret i feltet med en intensitet E. Bemærk, at både F og E er vektorstørrelser, udstyret med sans og retning.

Derfra er det muligt at avancere matematisk ved at inkorporere Coulombs lov og opnå, at E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, hvor ȓi er enhedsvektorerne, der markerer retningen af linjen, der forener hver lad qi med hver ladning q.

Elektrisk feltintensitet

Den positive elektriske ladning genererer et elektrisk felt udad og det negative elektriske felt indad.

Intensiteten af det elektriske felt er en vektorstørrelse, der repræsenterer den elektriske kraft F, der virker på en given ladning i en præcis mængde af Newton/Coulomb (N/C).Denne størrelse kaldes ofte blot "elektrisk felt", fordi selve feltet ikke kan måles, men dets effekt på en given ladning.

For at beregne det, bruges formlen F = q.E, idet der tages højde for, at hvis ladningen er positiv (q> 0), vil den elektriske kraft have samme fortegn som feltet, og q vil bevæge sig i samme retning; hvorimod hvis ladningen er negativ (q <0), vil alt ske omvendt.