กำลังสนามไฟฟ้า

แต่ละประจุไฟฟ้าล้อมรอบสนามไฟฟ้า ผลจากการวิจัยเป็นเวลานานนักฟิสิกส์สรุปได้ว่าการปฏิสัมพันธ์ของร่างกายที่ถูกประจุเกิดขึ้นเนื่องจากสนามไฟฟ้าล้อมรอบ เป็นรูปแบบพิเศษของสสารซึ่งมีการเชื่อมโยงอย่างเฉียบขาดกับค่าไฟฟ้าใด ๆ

การศึกษาสนามไฟฟ้าจะดำเนินการโดยการแนะนำเข้าไปในร่างกายที่มีประจุไฟฟ้าเล็ก ๆ ร่างกายเหล่านี้เรียกว่า probes ทดสอบ ตัวอย่างเช่นลูกบอลไม้ก๊อกที่ถูกชาร์จมักใช้เป็นค่าทดสอบ

เมื่อค่าไฟฟ้าทดลองถูกนำเข้าสู่สนามไฟฟ้าของร่างกายที่มีประจุบวกลูกบอลก๊อกที่มีประจุบวกที่ใช้งานได้ง่ายภายใต้การทำงานจะเบี่ยงเบนไปให้ใกล้ชิดกับร่างกายมากขึ้น

เมื่อย้ายค่าทดสอบในสนามไฟฟ้าของร่างกายที่เรียกเก็บโดยพลการคุณจะพบได้ง่ายว่าแรงที่กระทำบนตัวมันจะแตกต่างกันในแต่ละจุด

ดังนั้นเมื่อมีการตรวจวัด q1, q2, q3, ... , qn ซึ่งมีขนาดต่างกันจะอยู่ในจุดเดียวในสนามจึงเป็นไปได้ที่จะพบว่าแรงที่กระทำต่อพวกมันต่างกัน F1, F2, F3, ... , Fn แต่เป็นอัตราส่วนของแรงต่อขนาด ค่าใช้จ่ายที่แน่นอนสำหรับจุดดังกล่าวในสนามไม่เปลี่ยนแปลง:

F1 / q1 = F2 / q2 = F3 / q3 = ... = Fn / qn.

ถ้าเราศึกษาจุดต่าง ๆ ของสนามด้วยวิธีนี้เราจะได้ข้อสรุปดังต่อไปนี้สำหรับแต่ละจุดในสนามไฟฟ้าอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อค่าทดสอบกับค่าของค่าดังกล่าวเป็นค่าคงที่และไม่ขึ้นกับค่าทดสอบ

จากที่นี่ขนาดของอัตราส่วนนี้ characterizes สนามไฟฟ้าที่จุดโดยพลการของมัน ค่าที่วัดได้จากอัตราส่วนของแรงที่กระทำต่อประจุบวกที่ตั้งอยู่ที่จุดนี้ของสนามกับขนาดประจุและความแรงของสนามไฟฟ้า:

E = F / q1

มันสามารถมองเห็นได้จากคำจำกัดความของมันเท่ากับแรงที่กระทำต่อหน่วยของประจุบวกที่วางอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่งในสนาม

สำหรับหน่วยของ สนาม ไฟฟ้า ความแรงสนามที่ ทำหน้าที่กับค่าใช้จ่ายของหน่วยไฟฟ้าสถิตหนึ่งที่มีแรงหนึ่ง dyne จะถูกนำมา หน่วยนี้เรียกว่าหน่วยไฟฟ้าสถิตสัมบูรณ์ของความตึงเครียด

ในการคำนวณความแรงของสนามไฟฟ้าของค่าจุดใด ๆ q ที่จุดใด ๆ ในสนาม A ของค่าที่กำหนดซึ่งเว้นระยะห่างจากระยะทาง r1 จำเป็นต้องวางประจุทดสอบที่จุดนี้โดยพลการและคำนวณกำลังฟ้าที่ทำหน้าที่ดังกล่าว (สำหรับสูญญากาศ)

ตาม กฎหมายของ Coulomb :

Fa = (q1q) / r²

ถ้าเราใช้อัตราส่วนของแรงของแรงที่มีผลต่อค่าของ q1 เราสามารถคำนวณความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าได้ที่จุด A:

Ea = q / r²

นอกจากนี้สามารถหาแรงที่จุดใด ๆ โดยพลการ; จะเท่ากับ:

Eb = q / r²

ดังนั้นความเข้มของสนามไฟฟ้าของจุดที่จุดหนึ่งของสนาม (ในสูญญากาศ) จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับขนาดของค่าที่กำหนดและสัดส่วนผกผันกับสแควร์ของระยะห่างระหว่างค่านี้กับจุด

ความแรงของสนามทำหน้าที่เป็นลักษณะเฉพาะของพลังงาน รู้ว่ามันอยู่ที่จุดใด ๆ ของสนาม E มันง่ายที่จะคำนวณแรง F ที่ทำหน้าที่ในการชาร์จ q ที่จุดที่กำหนด:

F = qE

ความแรงของสนาม ไฟฟ้า คือ จำนวนเวกเตอร์ ทิศทางของความตึงเครียดในแต่ละจุดของสนามจะรวมกับทิศทางของแรงที่กระทำต่อประจุบวกที่วางอยู่ในจุด

เมื่อสนามเกิดจากหลายค่า: q1 และ q2 ความเข้ม E ที่จุด A ของสนามใดก็ตามจะเท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของความเค้น E1 และ E2 ที่สร้างขึ้นเองที่จุดที่กำหนดโดยค่า q1 และ q2

ความแรงของสนามไฟฟ้าที่จุดใด ๆ สามารถแสดงกราฟได้ด้วยความช่วยเหลือของกลุ่มที่กำกับซึ่งมาจากจุดนี้เช่นเดียวกับภาพของแรงและปริมาณเวกเตอร์อื่น ๆ