สนามไฟฟ้า
| English | ไทย |
|---|---|
| field/fiːld/ | ฟิลด์ |
| electric field/ɪˈlektrɪk fiːld/ | สนามไฟฟ้า |
| test charge/test tʃɑːdʒ/ | ประจุทดสอบ |
| uniform/ˈjuːnɪfɔːm/ | สม่ำเสมอ |
ประจุหนึ่งรู้สึกถึงอีกประจุหนึ่งผ่านอวกาศว่างเปล่าได้อย่างไร?
- ประจุหนึ่งดันอีกประจุหนึ่งที่อยู่ไกลออกไป โดยไม่มีอะไรมองเห็นได้อยู่ระหว่างพวกเขา.
- เราอธิบายมันด้วย สนาม: ประจุเติมเต็มพื้นที่รอบตัว它以 with influence.
- ประจุอื่นใดที่ถูกวางไว้ตรงนั้นจะรู้สึกถึงแรงจาก สนามท้องถิ่น.
- สนามคือผู้ส่งต่อที่รับส่งแรงไฟฟ้า.
สนาม = แรงต่อหน่วยประจุ
- สนามไฟฟ้า ที่จุดหนึ่งคือแรงที่ $+1\ \text{C}$ ประจุทดสอบ จะรู้สึกได้ ณ จุดนั้น.
- $\vec E = \dfrac{\vec F}{q}$, วัดเป็นนิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C).
- $E$ เป็น เวกเตอร์: มันมีทิศทางที่ทุกจุด.
- เมื่อคุณทราบ $E$ แล้ว แรงที่กระทำต่อประจุใด ๆ ก็ตามคือเพียง $\vec F = q\vec E$.
สนามไฟฟ้าที่จุดหนึ่งคือ:
$\vec E = \vec F / q$ — แรงที่ประจุบวกหนึ่งหน่วยจะรู้สึกได้
เมื่อคุณทราบสนาม $E$ แล้ว แรงบนประจุ $q$ คือ $F =$ ____
$\vec F = q\vec E$ — คูณสนามด้วยประจุ
สนามของประจุจุด
- ประจุจุด $Q$ สร้างสนาม $E = \dfrac{kQ}{r^2}$ ที่ระยะ $r$
- มันชี้ ออกจาก ประจุ $Q$ บวก และชี้ เข้าหา $Q$ ลบ.
- มันมีความเข้มที่สุดใกล้ประจุและจางหายไปเมื่อ $1/r^2$.
- เส้นสนาม แสดงทิศทาง; เมื่อเส้นหนาแน่นขึ้น สนามก็ยิ่งแรงขึ้น.
แผนที่สนามประจุ
เปลี่ยนเครื่องหมายและขนาดของประจุเพื่อดูว่าเส้นสนามจัดเรียงใหม่อย่างไร
หาสนาม (ในหน่วย N/C) $3\ \text{m}$ จากประจุ $+6\ \text{nC}$ ใช้ $k = 9\times10^9$
$E = \dfrac{(9\times10^9)(6\times10^{-9})}{3^2} = \dfrac{54}{9} = 6\ \text{N/C}$.
การอ่านเส้นสนามไฟฟ้า
- เส้นเริ่มที่ประจุ บวก และสิ้นสุดที่ประจุ ลบ.
- พวกมันตัดกันไม่ได้ — สนามมีทิศทางเดียวที่ทุกจุด.
- เส้นที่ชิดกันมากขึ้นหมายถึง สนามที่แรงขึ้น.
- เสนะสัมผัสของเส้นให้ทิศทางของ $\vec E$ (และแรงที่กระทำต่อประจุ $+$).
เส้นสนามไฟฟ้าสองเส้นสามารถตัดกันที่จุดหนึ่งได้
เส้นnever ตัดกัน — สนามมีทิศทางเดียวเท่านั้นที่แต่ละจุด
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้องเกี่ยวกับเส้นสนาม
เส้นวิ่งจาก + ไป −, ชิดกันเมื่อแรง, และnever ตัดกัน
สนามสม่ำเสมอ
- ระหว่างแผ่นขนานขนาดใหญ่สองแผ่น สนามจะเป็น สม่ำเสมอ — เหมือนกันทุกที่.
- เส้น会是ตรง,ulers evenly spaced, and point from $+$ to $-$.
- สนามสม่ำเสมอให้แรงคงที่ ดังนั้นประจุจะเคลื่อนที่เหมือนวัตถุที่เหวี่ยง.
- เราจะใช้ภาพสนามคงที่นี้สำหรับตัวเก็บประจุ.
ระหว่างแผ่นขนานขนาดใหญ่สองแผ่น สนามจะเป็น:
แผ่นขนานสร้างสนามสม่ำเสมอ: เส้นตรง, ระยะห่างเท่ากัน
หาสนาม $2\ \text{cm}$ จากประจุ $+5\ \text{nC}$ ใช้ $k = 9\times10^9$
- $E = \dfrac{kQ}{r^2} = \dfrac{(9\times10^9)(5\times10^{-9})}{(0.02)^2}$.
- $E \approx 1.1\times10^{5}\ \text{N/C}$ ชี้ ออก จากประจุ
สนาม $\vec E$ มีอยู่ ไม่ว่าจะมีหรือไม่มี ประจุทดสอบที่นั่น — มันเป็นคุณสมบัติของพื้นที่ที่เกิดจากประจุแหล่ง อย่าพูดว่า "ไม่มีประจุ ไม่มีสนาม": ประจุแหล่งยังคงเติมเต็มพื้นที่ด้วย $E$
สนามไฟฟ้า คือแรงต่อหน่วยประจุ, $\vec E = \vec F / q$ (N/C), เป็น เวกเตอร์ ชี้ออกจาก $+$ และเข้าหา $-$. ประจุดำเนินการทำให้เกิด $E = kQ/r^2$; เส้นสนาม แสดงทิศทางของมัน, และเส้นที่ใกล้กันหมายถึงสนามที่แรงกว่า