- Ce este un câmp electric?
- Istoria câmpului electric
- Unități de câmp electric
- Formula câmpului electric
- Intensitatea câmpului electric
- Exemplu de câmp electric
Vă explicăm ce este un câmp electric, istoria descoperirii sale, cum este măsurată intensitatea lui și care este formula lui.
Ce este un câmp electric?
Un câmp electric este un câmp fizic sau regiune a spațiului care interacționează cu sarcini electrice sau corpuri încărcate de o forță electrică. Reprezentarea lui prin intermediul unuimodel descrie modul în care diferite corpuri și sisteme de natură electrică interacționează cu acesta.
Exprimat în termeni fizici, este un câmp vectorial în care a incarcare electrica Un dat (q) suferă efectele unei forțe electrice (F).
Aceste câmpuri electrice pot fi consecința prezenței sarcinilor electrice, sau a campuri magnetice variabile, așa cum au demonstrat experimentele oamenilor de știință britanici Michel Faraday și James C. Maxwell.
Din acest motiv, câmpurile electrice, în perspectivele fizice contemporane, sunt considerate alături de câmpurile magnetice pentru a forma câmpuri electromagnetice.
Astfel, un câmp electric este acea regiune a spațiului care a fost modificată de prezența unei sarcini electrice. Dacă această sarcină este pozitivă, generează linii de câmp electric care „se ridică” în sarcină și se extind spre exterior într-o direcție radială. Dacă, pe de altă parte, sarcina este negativă, liniile de câmp „mor” pe sarcină. Dacă o sarcină se apropie de regiunea spațiului unde există un câmp electric, va experimenta o forță electrică cu a abordare și sens.
Istoria câmpului electric
Conceptul de câmp electric a fost propus pentru prima dată de Michel Faraday, reieșind din necesitatea de a explica acțiunea forțelor electrice la distanță. Acest fenomen a fost esențial în demonstrația sa a inducției electromagnetice în 1831, verificând astfel legăturile dintre magnetism Yelectricitate.
O contribuție ulterioară la câmpul electric a fost cea a lui James Maxwell, ale cărui ecuații au descris multiple aspecte ale dinamicii electrice a acestor câmpuri, în special în Teoria câmpului electromagnetic dinamic.
Unități de câmp electric
Câmpurile electrice nu sunt măsurabile direct, cu orice tip de dispozitiv. Dar este posibil să se observe efectul său asupra unei sarcini situate în vecinătatea ei, adică este posibil să se măsoare forta acţionând asupra sarcinii (intensităţii). Newton / coulomb (N / C) sunt utilizați pentru aceasta.
Formula câmpului electric
Ecuația care leagă un câmp electric E cu forța pe care o exercită asupra unei sarcini q este dată de următoarea ecuație:
F = qE
Unde F este forța electrică care acționează asupra sarcinii electrice q introdusă în câmp cu o intensitate E. Rețineți că atât F cât și E sunt mărimi vectoriale, înzestrate cu sens și direcție.
De acolo, se poate avansa matematic prin încorporarea Legii lui Coulomb, obținând că E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, unde ȓi sunt vectorii unitari care marchează direcția dreptei care le unește pe fiecare. încărcați qi cu fiecare sarcină q.
Intensitatea câmpului electric
Intensitatea câmpului electric este o mărime vectorială care reprezintă forța electrică F care acționează asupra unei sarcini date într-o cantitate precisă de Newton / Coulomb (N / C).Această mărime este adesea numită pur și simplu „câmp electric”, deoarece câmpul în sine nu poate fi măsurat, ci efectul său asupra unei sarcini date.
Pentru a-l calcula se foloseste formula F = q.E, tinand cont ca daca sarcina este pozitiva (q> 0), forta electrica va avea acelasi semn ca si campul si q se va deplasa in aceeasi directie; în timp ce dacă sarcina este negativă (q <0), totul se va întâmpla invers.
Exemplu de câmp electric
Un exemplu simplu de calcul al intensității unui câmp electric este:
Dacă introducem o sarcină electrică de 5 × 10-6 C într-un câmp electric care acționează cu o forță de 0,04 N, cu ce intensitate acționează acest câmp?
Aplicând formula E = F / q, avem că E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8.000 N / C.