Hvad er elektriske feltlinjer: egenskaber og deres repræsentation

Begrebet Electric Field Lines blev introduceret af Michael Faraday, han blev født den 22. september 1791 i London og døde den 25. august 1867 i Hampton Court Palace, Molesey. I mange fysiske områder er de elektriske felter vigtige, og inden for elektrisk teknologi udnyttes disse felter praktisk. Den attraktive kraft mellem elektroner og atomkernen, de elektriske felter er ansvarlige. Det elektriske felt signalstyrke SI-enhed er v / m (volt pr. Meter) og af de tidsvarierende magnetfelter eller af elektriske ladninger, de elektriske felter oprettes. Den korte forklaring af elektriske arkiverede linjer og repræsentationen af ​​feltlinjer diskuteres.

Hvad er elektriske feltlinjer?

Definition: En elektrisk feltlinje defineres som et område, hvor en elektrisk ladning oplever en kraft. De ladede genstande kan enten være positive eller negative, de modsatte ladninger tiltrækker hinanden og lignende ladninger frastøder. Feltlinjerne er visuelle repræsentationer af det elektriske felt skabt af en enkelt ladning eller en gruppe af ladninger, og det forkortes som E-felt. Dette er et tredimensionelt koncept, og det kan derfor ikke visualiseres til meget stor korrekthed i et plan. Bogstavet E repræsenterer den elektriske feltvektor, og den er tangent til feltlinjen på hvert punkt. Retningen af ​​disse linjer er den samme som retningen af ​​den elektriske feltvektor.

Elektrisk feltintensitet på grund af punktafgift og opladningsgruppe

Den elektriske feltintensitet på grund af punktladninger kan opnås ved hjælp af coulombs lov. Den elektriske feltintensitet på grund af punktladningen er vist i nedenstående figur.

elektrisk feltintensitet på grund af punkt-opladning

I henhold til coulombs lov udtrykkes kraften 'F' som

F = q * q₀/ 4Πε₀r^tor ̂ ……………………… ækv. (1)

Den elektriske feltintensitet på grund af en punktladning udtrykkes som.

E = F / q₀r ̂ ……………………. ækv. (2)

Erstatning eq (1) i eq (2) får udtryk for elektrisk feltintensitet sammen med punktladning og belastningstest

E = q * q₀/ 4Πε₀r^to* 1 / q_{0 r ̂}

E = q / 4Πε₀r^tor ̂ ……………… ækv. (3)

Hvor r ̂ er enhedsvektoren

En ligning (3) er det elektriske feltintensitet på grund af punktladning sammen med punktladning og testladningen. Den elektriske feltintensitet på grund af gruppen af ​​ladninger er vist i nedenstående figur

elektrisk feltintensitet på grund af gruppe af ladninger

Hvor q _1,hvad_to,hvad_3,hvad_4,hvad_5,hvad₆………. hvad _n er anklagerne og r_1,r_to,r_3,r_4,r_5,r₆………. r_n er afstandene.

Den elektriske feltintensitet på grund af gruppen af ​​ladninger i punkt p er givet ved

E = E₁+ E_to+ E₃+ E₄+ ……… + E_n……………………. ligning (4)

Som vi ved, at den elektriske feltintensitet på grund af punktladning udtrykkes på samme måde i ovenstående ligning (3)

ER₁= q₁/ 4Πε₀r₁^tor ̂₁

ER_to= q_to/ 4Πε₀r_to^tor ̂_to

ER3= q₃/ 4Πε₀r₃^tor ̂₃…………ERn= q_n/ 4Πε₀r_n^tor ̂_n

Stedfortræder E_1,ER_to,ER_3,ER_4,………ER_n værdier i eq (4) får

E = q₁/ 4Πε₀r₁^tor ̂₁+ q_to/ 4Πε₀r_to^tor ̂_to+ q₃/ 4Πε₀r₃^tor ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε₀r_n^tor ̂_n

E = 1/4 °₀[hvad₁/ r₁^tor ̂₁+ q_to/ r_to^tor ̂_to+ q₃/ r₃^tor₃̂ + ……… .. + q_n/ r_n^tor ̂_n] …………………………. ligning (5)

En ligning (5) er den elektriske feltintensitet på grund af gruppen af ​​ladninger

Repræsentation af feltlinjer

For q> 0: Når q er større end nul (q> 0), er ladningen positiv, og feltlinjerne er radialt udad. Feltlinjerne for q> 0 er vist i nedenstående figur.

elektrisk felt-linje-for-opladning-større end nul

For q<0: Når q er mindre end nul (q<0), the charge is negative and the field lines are radially inward. The field lines for q<0 are shown in the below figure.

for-q-mindre-end-nul

I modsætning til afgifter eller dipol: Repræsentationen af ​​feltlinjer i modsætning til afgifter eller dipol er vist i nedenstående figur.

elektriske feltlinjer-til-ulig-ladninger

For lignende gebyrer

Hvis | q1 | = | q2 |: Hvis opladning q₁og q_toer lige, det neutrale punkt og feltintensiteten er nul for lignende ladninger, og det er i midten af ​​q₁og q_toafgifter.

charge-q1-er-lig med-q2

Hvis | q1 |> | q2 |: Hvis opladning q₁er større end q_to, det neutrale punkt 'p' skifter mod ladningen q_toaf mindre størrelse.

Ensartet elektrisk felt: I det ensartede elektriske felt starter feltlinjerne fra den positive ladning og går til negativ ladning. Feltlinierne er lige store, og linjerne er parallelle i det ensartede elektriske felt.

ensartet-elektrisk-felt

Ejendomme

Egenskaberne ved elektriske feltlinjer er

• Feltlinjerne starter med positiv ladning og slutter ved den negative ladning
• Feltlinjerne er kontinuerlige
• Feltlinjerne krydser aldrig (Årsag: Hvis de skærer hinanden, vil der være to retninger af et elektrisk felt på det punkt, som ikke er muligt)
• I regionen med det stærke elektriske felt er linjer meget tæt på hinanden, mens der i regionen med svage elektriske feltlinjer er langt
• I regionen med ensartet elektrisk feltlinje er der lige store parallelle linjer
• Feltlinierne er altid normale på lederens overflade

Regler for tegning af elektriske feltlinjer

Reglerne for tegning af feltlinjer er

• For en given gruppe punktladninger stammer feltlinjerne altid fra positiv ladning og ender med en negativ ladning. Hvis der er noget overskydende gebyr, begynder eller slutter nogle linjer på ubestemt tid.
  For eksempel i ovenstående figur q₁er større end q_to. Linjerne stammer fra q_to, så lad q_toer positiv og i ladningen q₁nogle linjer kommer uendeligt langt væk.
• Antallet af linjer trukket, der slutter med en negativ ladning eller efterlader en positiv ladning, er proportional med størrelsen af ​​ladningen.
  Så højere ladning, flere linjer vil forlade det, hvis det er en positiv ladning, eller ender i det, hvis det er en negativ ladning.
• Marklinjerne krydser aldrig hinanden

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvad er typerne af elektriske feltlinjer?

Det ensartede elektriske felt og det ikke-ensartede elektriske felt er de to typer elektriske feltlinjer. Feltlinien siges at være et ensartet elektrisk felt, når det elektriske felt er konstant, og siges at være et ikke-ensartet elektrisk felt, når feltet er uregelmæssigt på hvert punkt.

2). Hvordan laver man et elektrisk felt?

Ved de stationære ladninger produceres det elektriske felt, og ved de bevægelige ladninger produceres magnetfeltet.

3). Hvordan produceres det elektriske felt?

Det elektriske felt produceres af de ladede partikler. I retning af feltet accelererer positive ladninger, og i den modsatte retning af feltet accelereres de negativt ladede partikler.

4). Hvad er elektrisk feltintensitet på grund af punktladninger?

Den elektriske feltintensitet på grund af punktladning sammen med punktladning og testladning udtrykkes som

E = q / 4Πε₀r^tor ̂

Hvor E er den elektriske feltintensitet, er r ̂ enhedsvektoren, og q er ladningen.

5). Hvordan angiver elektriske feltlinjer feltets styrke?

Den elektriske feltlinjes styrke afhænger af kildeladningen, og det elektriske felt er stærkt, når feltlinjerne er tæt på hinanden.

I denne artikel, elektrisk felt intensitet på grund af punktladning og gruppe af ladning, repræsentation af feltlinjer, egenskabsfeltlinjer og regler for tegning af elektriske feltlinjer diskuteres. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en testladning og punktladning i et elektrisk felt?