Elektrik Alanı Nedir? Tanım, Formül, Örnek

Bir balon bir süvetere sürüldüğünde, balon şarj olur. Bu yük nedeniyle, balon duvarlara yapışabilir, ancak ovalanmış başka bir balonun yanına yerleştirildiğinde, ilk balon ters yönde uçacaktır.

Önemli Çıkarımlar: Elektrik Alan

Bu fenomen, elektrik yükü adı verilen maddenin bir özelliğinin sonucudur. Elektrik yükleri elektrik alanları üretir: elektrik yüklü parçacıkların etrafındaki boşluk bölgeleri veya diğer elektrik yüklü parçacıkların veya nesnelerin güç hissedeceği nesneler.

Pozitif veya negatif olabilen bir elektrik yükü, iki nesnenin çekilmesine veya itilmesine neden olan maddenin bir özelliğidir. Eğer nesneler ters yüklenirse (pozitif-negatif), çekerler; benzer şekilde yüklendikleri takdirde (pozitif-pozitif veya negatif-negatif), iterler.

Elektrik yükü birimi, bir elektrik yükü tarafından iletilen elektrik miktarı olarak tanımlanan coulomb'tur. elektrik akımı 1 saniyede 1 amper.

Atomlartemel birimleri olan Önemli olmak, üç tip parçacıktan oluşur: elektronlar, nötronlar, ve protonlar. Elektronlar ve protonların kendileri elektriksel olarak yüklüdür ve sırasıyla negatif ve pozitif bir yüke sahiptirler. Bir nötron elektrik yüklü değildir.

Birçok nesne elektriksel olarak nötrdür ve toplam net yükü sıfırdır. Elektron veya proton fazlalığı varsa, sıfır olmayan bir net yük verirse, nesneler yüklü olarak kabul edilir.

Elektrik yükünü ölçmenin bir yolu, e = 1.602 * 10 sabitini kullanmaktır.^-19 pandantifler. Negatif elektrik yükünün en küçük miktarı olan bir elektronun yükü -1.602 * 10'dur.^-19 pandantifler. En küçük pozitif elektrik yükü olan bir protonun şarjı +1.602 * 10'dur.^-19 pandantifler. Böylece, 10 elektronun yükü -10 e olur ve 10 protonun yükü +10 e olur.

Elektrik yükleri birbirini çeker veya iter çünkü güçler her birine. İki elektrik noktası yükü - uzayda bir noktada yoğunlaşan idealize edilmiş yükler - arasındaki kuvvet, Coulomb yasası. Coulomb yasası, iki nokta yük arasındaki kuvvetin gücünün veya büyüklüğünün, yüklerin büyüklüğüne ve ters orantı iki yük arasındaki mesafeye.

Matematiksel olarak, bu şöyle verilir:

F = (k | q₁q₂|) / R²

nerede q₁ ilk nokta yükünün ücreti, q₂ ikinci nokta şarjının ücreti, k = 8.988 * 10⁹ nm²/ C² Coulomb sabittir ve r iki nokta yükü arasındaki mesafedir.

Teknik olarak gerçek nokta yükleri olmamasına rağmen, elektronlar, protonlar ve diğer parçacıklar o kadar küçüktür ki yaklaşıklanan bir nokta şarj ile.

Elektrik yükü, elektrik yüklü bir parçacık veya bir elektrik yükünün kuvvet hissettiği bir nesnenin etrafındaki boşluk bölgesi olan bir elektrik alanı üretir. Elektrik alanı uzayda tüm noktalarda bulunur ve elektrik alanına başka bir yük getirilerek gözlemlenebilir. Bununla birlikte, eğer yükler birbirinden yeterince uzaksa, elektriksel alan pratik amaçlar için sıfır olarak tahmin edilebilir.

Elektrik alanları vektör miktarı ve yüklere doğru veya yüklerden uzaklaşan oklar olarak görselleştirilebilir. Çizgiler işaretleme olarak tanımlanır radyal olarak dışa doğru, pozitif bir yükten uzakta veya radyal olarak içe, negatif bir yüke doğru.

Elektrik alanının büyüklüğü E = F / q formülü ile verilir, burada E, elektrik alanı, F elektrik kuvvetidir ve q, elektriği “hissetmek” için kullanılan test yüküdür alan.

İki puanlık ücretler için F, yukarıdaki Coulomb yasası tarafından verilir.

• Böylece, F = (k | q₁q₂|) / R², burada q₂ elektrik alanını “hissetmek” için kullanılan en iyi karakter olarak tanımlanır.
• Daha sonra E = F / q elde etmek için elektrik alan formülünü kullanırız₂, q'dan beri₂ test ücreti olarak tanımlanmıştır.
• F yerine koyduktan sonra E = (k | q₁|) / R².

• Fitzpatrick, Richard. “Elektrik alanları.” Austin, Teksas Üniversitesi, 2007.
• Lewandowski, Heather ve Chuck Rogers. "Elektrik alanları." Boulder Colorado Üniversitesi, 2008.
• Richmond, Michael. “Elektrik Yükü ve Coulomb Yasası.” Rochester Teknoloji Enstitüsü.