Električno polje: razlika između inačica
m točnije određena definicija |
mNema sažetka uređivanja |
||
Redak 51: | Redak 51: | ||
*[[Vektorsko polje]] |
*[[Vektorsko polje]] |
||
[[Kategorija:Elektrotehnika]] |
|||
[[Kategorija:Elektromagnetizam]] |
[[Kategorija:Elektromagnetizam]] |
||
Inačica od 10. siječnja 2010. u 21:07
Električno polje je definirano kao svojstvo prostora oko čestice koja posjeduje električni naboj. Električno polje je ujedno i prostor u kojem djeluje električna sila.
Definicija
Dovedemo li na osamljenu metalnu kuglu polumjera R količinu pozitivnog električnog naboja Q, pokus će pokazati da naboj Q djeluje električnom silom na probni naboj q u prostoru oko kugle, gdje je sila odbojna ukoliko su naboji istog predznaka, odn. privlačna ukoliko su naboji suprotnog predznaka. Električna sila je najveća u neposrednoj blizini kugle i smanjuje se s udaljenošću. Povežemo li veličinu sile sa gustoćom zamišljenih silnica koje izviru iz kugle nabijene električnim nabojem Q, tada možemo gustoću silnica na samoj površini definirati kao omjer naboja i površine kugle:
a gustoću silnica na sfernoj površini na udaljenosti r od središta nabijene kugle:
Rezultati pokusa bi pokazali da je sila razmjerna gustoći silnica u promatranoj točki u prostoru i količini naboja q te da opada s kvadratom udaljenosti sukladno smanjenju gustoće silnica kako slijedi:
što možemo zapisati i kao:
Uvođenjem pojma relativne dielektričke konstante vakuuma:
sila F se može izraziti odgovarajućom veličinom u njutnima (N), gdje je 1 Coulomb (C)= 1As:
Razmatramo li omjer sile F i naboja q, definira se jakost električnog polja, kao posebnog energetskog stanja u prostoru oko kugle, kao veličinu sile po jediničnom naboju +q=1 As na udaljenosti r od središta nabijene kugle:
gdje je apsolutna vrijednost vektora položaja , a je dielektrična konstanta, a električno polje je pozitivno za pozitivan naboj Q. Električno polje je vektorsko polje i može se predočiti silnicama. Izvori električnog polja su pozitivni električni naboji, a ponori negativni naboji.
Energija električnog polja
Električno polje u sebi sadržava energiju. Gustoća energije sadržane u električnom polju jest:
gdje je:
- gustoća energije
- dielektrična konstanta
- električno polje
(kvadrat električnog polja znači da se električno polje skalarno množi samo sa sobom, pa je on identički jednak kvadratu apsolutne vrijednosti električnog polja)
Ukupna energija električnog polja sadržana u volumenu V je stoga:
gdje je U energija električnog polja, a dV element volumena.