- Wat is een elektrisch veld?
- Geschiedenis van het elektrische veld
- Eenheden van elektrisch veld
- Elektrisch veld formule
- Elektrische veldintensiteit
- Voorbeeld elektrisch veld
We leggen uit wat een elektrisch veld is, de geschiedenis van zijn ontdekking, hoe de intensiteit wordt gemeten en wat de formule is.
Wat is een elektrisch veld?
Een elektrisch veld is een fysiek veld of regio ruimte die in wisselwerking staat met elektrische ladingen of lichamen die door een elektrische kracht worden geladen. Zijn weergave door middel van eenmodel- beschrijft de manier waarop verschillende lichamen en systemen van elektrische aard ermee omgaan.
In fysieke termen uitgedrukt, is het een vectorveld waarin a elektrische lading Een gegeven (q) ondervindt de effecten van een elektrische kracht (F).
Deze elektrische velden kunnen het gevolg zijn van de aanwezigheid van elektrische ladingen, of van magnetische velden variabelen, zoals aangetoond door de experimenten van de Britse wetenschappers Michel Faraday en James C. Maxwell.
Om die reden worden elektrische velden, in hedendaagse fysieke perspectieven, beschouwd naast magnetische velden om elektromagnetische velden te vormen.
Een elektrisch veld is dus dat gebied in de ruimte dat is gewijzigd door de aanwezigheid van een elektrische lading. Als deze lading positief is, genereert het elektrische veldlijnen die in de lading "stijgen" en zich in radiale richting naar buiten uitstrekken. Als de lading daarentegen negatief is, "sterven" de veldlijnen op de lading. Als een lading het gebied van de ruimte nadert waar een elektrisch veld bestaat, zal het een elektrische kracht ervaren met a adres en betekenis.
Geschiedenis van het elektrische veld
Het concept van elektrisch veld werd voor het eerst voorgesteld door Michel Faraday, voortkomend uit de behoefte om de werking van elektrische krachten op afstand te verklaren. Dit fenomeen was de sleutel tot zijn demonstratie van elektromagnetische inductie in 1831, en verifieerde daarmee de verbanden tussen: magnetisme jaelektriciteit.
Een latere bijdrage aan het elektrische veld was die van James Maxwell, wiens vergelijkingen meerdere aspecten van de elektrische dynamiek van deze velden beschreef, vooral in hun Dynamische elektromagnetische veldtheorie.
Eenheden van elektrisch veld
Elektrische velden zijn niet direct meetbaar, met welk type apparaat dan ook. Maar het is mogelijk om het effect ervan op een belasting in de buurt waar te nemen, dat wil zeggen, het is mogelijk om de te meten kracht inwerkend op de belasting (intensiteit). Hiervoor worden Newton/coulomb (N/C) gebruikt.
Elektrisch veld formule
De vergelijking die een elektrisch veld E relateert aan de kracht die het uitoefent op een lading q wordt gegeven door de volgende vergelijking:
F = qE
Waarbij F de elektrische kracht is die inwerkt op de elektrische lading q die in het veld is geïntroduceerd met een intensiteit E. Merk op dat zowel F als E vectorgrootheden zijn, begiftigd met gevoel en richting.
Van daaruit is het mogelijk om wiskundig vooruit te gaan door de wet van Coulomb op te nemen, waarbij wordt verkregen dat E = F / q = 1 / 4πϵ0 = (qi / r2) .ȓi, waarbij ȓi de eenheidsvectoren zijn die de richting aangeven van de lijn die elk laad qi op met elke lading q.
Elektrische veldintensiteit
De intensiteit van het elektrische veld is een vectorgrootheid die de elektrische kracht F voorstelt die op een bepaalde lading werkt in een precieze hoeveelheid Newton / Coulomb (N / C).Deze grootte wordt vaak eenvoudigweg "elektrisch veld" genoemd, omdat het veld zelf niet kan worden gemeten, maar het effect ervan op een bepaalde lading.
Om het te berekenen, wordt de formule F = q.E gebruikt, rekening houdend met het feit dat als de lading positief is (q> 0), de elektrische kracht hetzelfde teken heeft als het veld en q in dezelfde richting zal bewegen; terwijl als de lading negatief is (q <0), alles andersom zal gebeuren.
Voorbeeld elektrisch veld
Een eenvoudig voorbeeld van het berekenen van de intensiteit van een elektrisch veld is:
Als we een elektrische lading van 5 × 10-6 C introduceren in een elektrisch veld dat werkt met een kracht van 0,04 N, met welke intensiteit werkt dit veld dan?
Als we de formule E = F / q toepassen, krijgen we dat E = 0,04 N / 5 × 10-6 C = 8.000 N / C.