电场

身体的

2022

我们解释了电场是什么、它的发现历史、它的强度是如何测量的以及它的公式是什么。

电场是由电荷改变的空间区域。

什么是电场?

电场是物理场或 地区 与电荷或被电力充电的物体相互作用的空间。他的代表通过一个模型 描述了具有电气性质的不同物体和系统与其相互作用的方式。

用物理术语来说,它是一个向量场,其中 电荷 给定的 (q) 受到电力 (F) 的影响。

这些电场可能是电荷存在的结果,或 磁场 变量,正如英国科学家米歇尔法拉第和詹姆斯 C.麦克斯韦的实验所证明的那样。

出于这个原因,在当代物理观点中,电场被认为与磁场一起形成电磁场。

因此,电场是由于电荷的存在而改变的空间区域。如果该电荷为正电荷,则会产生在电荷中“上升”并沿径向向外延伸的电场线。另一方面,如果电荷为负,则场线在电荷上“死亡”。如果电荷接近存在电场的空间区域,它将受到电场强度 地址 和意义。

电场的历史

电场的概念由米歇尔·法拉第首次提出,源于需要解释远距离电力的作用。这种现象是他在 1831 年证明电磁感应的关键,从而验证了两者之间的联系。 磁性.

后来对电场的贡献是 James Maxwell 的,他的方程描述了这些场的电动力学的多个方面,特别是在它们的 动态电磁场理论.

电场单位

使用任何类型的设备都无法直接测量电场。但是可以观察它对位于其附近的负载的影响,也就是说,可以测量 力量 作用于负载(强度)。牛顿 / 库仑 (N / C) 用于此。

电场公式

将电场 E 与其施加在电荷 q 上的力相关联的方程由以下方程给出:

F = qE

其中 F 是作用在场中引入的电荷 q 上的电场力,强度为 E。请注意,F 和 E 都是矢量,具有方向和方向。

从那里,可以通过结合库仑定律在数学上取得进展,获得 E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi,其中 ȓi 是单位向量,标记将每个线连接起来的线的方向每次充电 q 给 qi 充电。

电场强度

正电荷向外产生电场,向内产生负电场。

电场强度是一个矢量,它表示作用在给定电荷上的电力 F,单位为牛顿 / 库仑 (N / C)。这个量级通常简称为“电场”,因为场本身无法测量,但它对给定电荷的影响是无法测量的。

为了计算它,使用公式F = q.E,考虑到如果电荷为正(q> 0),电力将与场具有相同的符号并且q将沿相同方向移动;而如果电荷为负(q <0),则一切都会相反。

电场示例

计算电场强度的一个简单例子是:

如果我们将 5 × 10-6 C 的电荷引入一个作用力为 0.04 N 的电场中,该电场的作用强度是多少?

应用公式 E = F / q,我们有 E = 0.04 N / 5 × 10-6 C = 8,000 N / C。

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