Elektriese veld op 'n punt: rigting, binne, buite, middel, verskeie feite


In hierdie artikel bespreek ons ​​die elektriese veld as gevolg van gelaaide deeltjies by 'n punt en die veldrigting, en verskeie feite.

Die elektriese veld by 'n punt is die resulterende veld wat gegenereer word deur al die gelaaide deeltjies wat daardie punt omring en die intensiteit van die veld is direk eweredig aan die bronlading en die afstand van skeiding van die punt van die bron.

Hoe om elektriese veld op 'n punt te vind?

Die elektriese veld wat deur die gelaaide deeltjie geproduseer word, kan óf aantreklik óf afstotend wees, afhangende van die lading van die deeltjie.

Die elektriese veld by enige punt rondom hierdie gebied wat deur die gelaaide deeltjie gevorm word, is direk eweredig aan die lading wat dit dra en omgekeerd eweredig aan die afstand van skeiding tussen die lading en die punt wat oorweeg word.

Die elektriese veld by 'n punt as gevolg van die teenwoordigheid van 'n lading q1 word bloot deur die verhouding gegee

Waar q1 is 'n lading wat die elektriese veld produseer

r is 'n afstand wat die lading en die punt skei

As daar 'n lading teenwoordig is by 'n punt P dan weet ons dat die elektriese krag tussen die twee gelaaide deeltjies

Waar q1 is 'n gelaaide deeltjie

En q2 is 'n deeltjie by 'n punt P in 'n elektriese veld wat deur deeltjie q gevorm word1

r is 'n afstand wat twee deeltjies skei

Dieselfde word in die onderstaande diagram uitgebeeld

Elektriese veld as gevolg van 'n gelaaide deeltjie by 'n punt

Die rigting van die elektriese veld word in die diagram getoon, aangesien die deeltjie by punt P teenoorgesteld gelaai is, is die elektriese krag 'n aantrekkingskrag.

Dan die elektriese veld wat deur die deeltjie q gevorm word1 by 'n punt P is

Dit is 'n formule om die elektriese veld te bereken op enige punt teenwoordig in die veld wat deur die gelaaide deeltjie ontwikkel word.

Probleem 1: Wat is die elektriese veld by 'n punt as gevolg van die lading van 5C wat 5cm weg is?

Gegee:

q1= 5C

r=5cm=0.05m

Die elektriese veld as gevolg van lading q1=5C is

9 * 109*5C/(0.05)2

45 * 109/ 0.0025

18 * 1012N / C

Die elektriese veld by 'n punt is 18*1012N / C

Hoe om netto elektriese veld op 'n punt te vind?

Die netto elektriese veld by 'n punt is 'n som van al die elektriese velde wat by 'n punt uitoefen.

Die netto elektriese veld kan bereken word deur al die elektriese velde wat op 'n punt werk by te tel, die elektriese velde kan aantreklik of afstotend wees gebaseer op die lading wat die elektriese veld genereer.

Beskou die volgende diagram wat verskillend gelaaide deeltjies q toon1, q2, q3, en q4 omring deur die punt P geskei op verskillende afstande r1, r2, r3, en r4 onderskeidelik vanaf die punt.

Netto elektriese veld by 'n punt

Nou hier, die elektriese veld as gevolg van lading q1 is

Op dieselfde manier, die elektriese veld as gevolg van lading q2 is

Die elektriese veld as gevolg van lading q3 is

Die elektriese veld as gevolg van lading q4 is

Dan is die netto elektriese veld by punt P

As daar 'n' getalle ladings is, dan is die netto elektriese veld by 'n punt as gevolg van al die ladings

Hoe om elektriese veldsterkte op 'n punt te vind?

Die elektriese veldsterkte is 'n veldintensiteit en potensiaal van 'n veld by 'n punt.

Die elektrostatiese krag kan bereken word as die verhouding van die elektrostatiese krag en die lading waarop dit die krag uitoefen of anders produseer die lading die elektriese veld op 'n sekere punt geskei deur 'n afstand.

Probleem 2: Wat is die elektriese veldsterkte by 'n punt wat op 'n afstand van 0.25 m van die lading van +2C geskei is?

Gegee: q=+2C

r= 0.25 m

Ons het,

= 9 * 109*2/(0.25)2

9 * 109* 2/0.0625

228 * 109N / C

Dus is die elektriese veld by 'n punt 0.25m ver weg van die lading van +2C 228*109N / C

Hoe om elektriese veldintensiteit op 'n punt te vind?

Dit kan bereken word as die verhouding van die elektriese krag wat ervaar word by 'n punt per eenheidlading van die deeltjie en word gegee deur die verband E=F/q

Hoe meer die elektrostatiese krag wat op die ladings uitgeoefen word of by 'n punt deur die brondeeltjie, hoe meer sal die intensiteit van die elektriese veldruimte wees wat deur die gelaaide deeltjie gegenereer word. Die intensiteit van die veld sal 'n maksimum wees wanneer die spasiëring tussen die punt en die bron 'n minimum sal wees en as die bronlading die hoër lading dra.

Hoe om die rigting van elektriese veld by 'n punt te vind?

Ons kan die rigting van die elektriese veld by 'n punt vind deur die toetslading in die elektriese veld in te voer.

Basies is die rigting van die positief gelaaide deeltjie radiaal na buite, terwyl dié van die negatief gelaaide deeltjie die rigting van die veld radiaal na binne is.

Wanneer die puntlading in die elektriese veldgebied bekendgestel word, sal die lading skielike drywing toon en homself in die rigting van die veld in lyn bring, dit dui die rigting aan van die elektriese veld wat deur die bronlading geproduseer word.

As ons die positiewe toetslading in die veld plaas, dan is die rigting van die elektriese veld soos getoon in die onderstaande diagram:-

Rigting van elektriese veld as gevolg van positief gelaaide draer

En dié van die negatiewe puntlading, die rigting van die elektriese veld straal na binne soos hieronder getoon:-

Rigting van elektriese veld as gevolg van negatiewe lading draer

As ons twee teenoorgestelde ladingdraers in 'n elektriese ruimte plaas, sal die rigting van die veld van die positief gelaaide deeltjie na die negatiewe ladingdraer loop.

Rigting van elektriese veld as gevolg van twee teenoorgestelde ladings

As daar twee ladings met soortgelyke ladings in 'n veld geplaas word, sal die afstootkrag op elk van die ladings inwerk. Gestel ons het twee positiewe ladings, dan sal die afstootkrag drukkrag op mekaar uitoefen.

Hoe om die grootte van elektriese veld by 'n punt te vind?

Die grootte van die elektriese veld by 'n punt is die netto elektriese krag wat op die eenheidslading op daardie punt ervaar word.

Die grootte van 'n elektriese veld word met behulp van 'n formule bereken

en die grootte van die veld is altyd positief, ongeag die teken van die lading.

Wat is die grootte en die rigting van die elektriese veld by 'n punt weg van die bronlading op 'n afstand van 15cm met 'n lading van -15mC?

Gegee: q=-15mC

r=15cm=0.15m

= 9 * 109Nm2C-2 *[-15*10-6]/(0.15)2

= 135 * 103/ 0.0225

= 6 * 106N / C

Die grootte van die elektriese veld is 6*106N / C

Elektriese veld by 'n punt op die ekwatoriale lyn

Die ekwatoriale lyn is 'n lyn loodreg op die aksiale lyn van die dipool wat die twee teenoorgestelde gelaaide draers verbind.

Elektriese veld by 'n punt op die ekwatoriale lyn

Beskou 'n punt 'P' op die ekwatoriale lyn, die elektriese veld by punt P as gevolg van lading –q is

En die elektriese veld by punt P as gevolg van lading +q is

Die grootte van beide die elektriese veld is gelyk,

Ons kan die netto elektriese veld by 'n punt P bereken deur die Parallelogramwet van vektoroptelling toe te pas.

[E1]=[E2]

E=2E1Cosθ—-(5)

Die vervanging van waarde vir 'E' wat ons het,

Van driehoek APO vind ons die waarde van Cosθ as

Cosθ=l/√r2=l2

Deur dit in die bogenoemde vergelyking te gebruik,

p=2ql

Vir r >>>l,

Elektriese veld by 'n punt op die aksiale lyn van dipool

Die dipool word gevorm as gevolg van die skeiding van die teenoorgestelde ladings op 'n afstand.

Die aksiale punt is die middelpunt tussen die twee ladings wat elektriese dipole vorm, ons doel is om die elektriese veld op hierdie aksiale lyn te vind wat die punt by die middel van die twee ladings verbind.

Beskou twee ladings +q en –q en 'n aksiale punt tussen die twee geleë by punt 'O'. Die afstand tussen die twee ladings is '2l'. Laat 'p' die punt op die aksiale lyn wees.

Elektriese veld by 'n punt op die aksiale lyn van dipool

Die elektriese veldintensiteit by punt P as gevolg van lading +q is

E=1/4π∈0*q/(rl)2

En die elektriese veldintensiteit by punt P as gevolg van lading -q is

Dus, die netto elektriese veld by 'n punt P op die aksiale lyn van dipool E=E1+E2

q/4π∈0*q(1/(rl)2-1/(r+l)2)

q/4π∈0(4rl/(r2-l2)2)

Ons weet dat

Elektriese oomblik

Daarom,

As r>>>l, dan

Elektriese veld by 'n punt op ekwatoriale vlak

Beskou 'n ekwatoriale vlak wat by 'n aksiale punt 'O' staan. Die grootte van die elektriese veld by 'n punt 'P' op die vlak is gelyk as gevolg van die ladings +q en –q.

Elektriese veld op ekwatoriale vlak

Die netto elektriese veld by 'n punt is

Van vgl (6) weet ons dit

Die totale elektriese veld is teenoor die elektriese dipool en dus is die netto elektriese veld negatief.

Vir groot afstand, dws r>>a,

Dus, die elektriese veld op ekwatoriale vlak is

Elektriese veld by 'n punt op die as van gelaaide ring

Beskou 'n eenvormig gelaaide ring met radius 'r' en 'n klein gelaaide element dq op die ring. Laat P die punt wees wat op die middel-as van die gelaaide ring op 'n afstand 'l' van sy middelpunt lê. Laat θ die hoek wees wat op die as gevorm word en 'n lyn wat punt P en die ladingselement verbind.

elektriese veld by 'n punt
Elektriese veld op die as van die gelaaide ring

Die netto elektriese veld is te wyte aan al die ladings rondom die ring. Die veld loodreg op die as is nul, dus die enigste komponent van die elektriese veld wat in aanmerking kom, is die x-komponent.

Die elektriese veld element

Uit die diagram

vandaar,

Integreer hierdie vergelyking

Dit is gelyk aan die elektriese veld by 'n punt op die as wat vanaf die middel van die gelaaide ring loop.

Vir groot afstande r>>>l,

Hierdie vergelyking gee die elektriese veld by 'n punt op die as van die gelaaide ring wat 'n groot radius het.

Elektriese veld by 'n punt as gevolg van 'n puntlading

Beskou 'n bronlading Q wat die elektriese veld produseer

Laat q die toetslading wees wat in hierdie veld geplaas is op 'n afstand 'r' van die bronlading.

Die elektriese krag tussen die twee ladings wat nou geproduseer word, is

Die elektriese veld as gevolg van 'n puntlading is E=F/q

Wat gelyk is aan

Q kan positief of negatief wees, afhangende van die lading wat dit dra.

Elektriese veld by 'n punt as gevolg van twee ladings

As daar twee aanklagte is Q1 en V2 geskei deur 'n afstand 'r' dan is die elektriese krag tussen die twee

Elektriese veld by 'n punt as gevolg van twee ladings

Die elektriese veld as gevolg van lading Q1 by punt P is

Die elektriese veld as gevolg van lading Q2 by punt P is

Die netto elektriese veld by 'n punt is

Die elektriese veld by 'n punt hang af van die aantal ladings wat dit omring en die elektriese krag wat op daardie punt uitoefen.

Elektriese veldintensiteit op 'n punt tussen twee parallelle velle

Beskou twee parallelle velle met ladingsdigthede +σ en –σ geskei met 'n afstand.

Elektriese veld by 'n punt tussen twee parallelle velle

Die elektriese veldlyne sal van die positief gelaaide plaat na die negatief gelaaide plaat loop. Die elektriese veld is loodreg op die vlakplaat en die grootte van die elektriese veld is

Laat P die punt tussen die twee parallelle velle wees. Die grootte van die elektriese veld is gelyk, en in dieselfde rigting as getoon in die figuur tussen die twee plate, dus is die netto elektriese veld by punt P

Dit is die elektriese veldintensiteit by 'n punt tussen die twee gelaaide plate. Op enige punt buite hierdie ladingparallelle vel is die elektriese veldintensiteit nul.

Algemene vrae

As die netto elektrostatiese krag tussen die twee ladings +3C en -2C by punte A en B onderskeidelik geskei geplaas word op 'n afstand van 10 fm, wat is dan die afstand van 'n punt vanaf A waar die elektriese veldsterkte nul is?

Gegee: q1=+3C

q2=-2C

d=10 fm

ds=(10-s) fm

Laat die elektriese veld geproduseer deur lading q1,Eb en die elektriese veld wat deur lading q geproduseer word2 wees Eb

Die punt waar die elektriese veldsterkte nul is, is

Los hierdie vergelyking op met behulp van kwadratiese formule

Skeiding kan nie negatief wees nie, daarom word 'n ander deel uitgeskakel en slegs die positiewe term van die vergelyking in ag geneem, vind ons

Dus is die afstand van 'n punt vanaf A waar die elektriese veldsterkte nul is

ds= 10-4.5=5.5 fm

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings