Električno polje: razlika između inačica
m Bot: Migrating 66 interwiki links, now provided by Wikidata on d:q46221 (translate me) |
Nema sažetka uređivanja |
||
Redak 5: | Redak 5: | ||
==Definicija== |
==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 |
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 ako su naboji istog predznaka, odn. privlačna ako 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 polumjera <math>r</math>: |
||
:<math>{\sigma} = \frac{Q}{4r^2\pi}, \,</math> |
:<math>{\sigma} = \frac{Q}{4r^2\pi}, \,</math> |
||
a gustoću silnica na sfernoj površini na udaljenosti r od središta nabijene kugle: |
a gustoću silnica na sfernoj površini na udaljenosti r od središta nabijene kugle: |
Inačica od 23. ožujka 2015. u 22:53
Električno polje je definirano kao svojstvo prostora oko čestice koja posjeduje električni naboj. Električno polje je ujedno i prostor u kojem djeluje električna sila. Mjerna jedinica za jakost električnog polja u Međunarodnom sustavu je volt po metru (V/m).
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 ako su naboji istog predznaka, odn. privlačna ako 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 polumjera :
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 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 vakuuma, 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 vakuuma
- relativna dielektrična konstanta tvari u kojem djeluje električno polje
- 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.