Vad är elektriska fältlinjer: fastigheter och deras representation

Begreppet Electric Field Lines introducerades av Michael Faraday, han föddes den 22 september 1791 i London och dog den 25 augusti 1867 i Hampton Court Palace, Molesey. I många fysikområden är de elektriska fälten viktiga och inom elektrisk teknik utnyttjas dessa fält praktiskt. Den attraktiva kraften mellan elektroner och atomkärnan, de elektriska fälten är ansvariga. Den elektriska fältsignalstyrkan SI-enheten är v / m (volt per meter) och av de tidsvarierande magnetfälten eller av elektriska laddningar, de elektriska fälten skapas. Den korta förklaringen av elektriska arkiverade linjer och representationen av fältlinjer diskuteras.

Vad är elektriska fältlinjer?

Definition: En elektrisk fältlinje definieras som ett område där en elektrisk laddning upplever en kraft. De laddade objekten kan antingen vara positiva eller negativa, motsatta laddningar lockar varandra och liknande laddningar stöter bort. Fältlinjerna är visuella representationer av det elektriska fältet skapat av en enda laddning eller en grupp laddningar och det förkortas som E-fält. Detta är ett tredimensionellt koncept och därför kan det inte visualiseras till mycket stor korrekthet i ett plan. Bokstaven E representerar den elektriska fältvektorn och den är tangent till fältlinjen vid varje punkt. Riktningen för dessa linjer är densamma som riktningen för den elektriska fältvektorn.

Elektrisk fältintensitet på grund av punktavgift och laddningsgrupp

Den elektriska fältintensiteten på grund av punktladdningar kan erhållas med hjälp av coulombs lag. Den elektriska fältintensiteten på grund av punktladdningen visas i figuren nedan.

elektrisk fältintensitet på grund av punktladdning

Enligt coulombs lag uttrycks kraften 'F' som

F = q * q₀/ 4Πε₀r^tvår ̂ ……………………… ekvivalenter (1)

Det elektriska fältets intensitet på grund av en punktladdning uttrycks som.

E = F / q₀r ̂ ……………………. ekv (2)

Ersättare ekv (1) i ekv (2) får uttryck för elektrisk fältintensitet tillsammans med punktladdning och ladda test

E = q * q₀/ 4Πε₀r^två* 1 / q_{0 r ̂}

E = q / 4Πε₀r^tvår ̂ ……………… ekvivalenter (3)

Där r ̂ är enhetsvektorn

En ekvation (3) är det elektriska fältets intensitet på grund av punktladdning tillsammans med punktladdning och testladdning. Den elektriska fältintensiteten på grund av laddningsgruppen visas i figuren nedan

elektrisk fältintensitet på grund av laddningsgruppen

Där q _1,Vad_två,Vad_3,Vad_4,Vad_5,Vad₆………. Vad _n är avgifterna och r_1,r_två,r_3,r_4,r_5,r₆………. r_n är avstånden.

Det elektriska fältets intensitet på grund av laddningsgruppen vid punkt p ges av

E = E₁+ E_två+ E₃+ E₄+ ……… + E_n……………………. ekv (4)

Som vi vet att den elektriska fältintensiteten på grund av punktladdning uttrycks på samma sätt i ovanstående ekv (3)

ÄR₁= q₁/ 4Πε₀r₁^tvår ̂₁

ÄR_två= q_två/ 4Πε₀r_två^tvår ̂_två

ÄR3= q₃/ 4Πε₀r₃^tvår ̂₃…………ÄRn= q_n/ 4Πε₀r_n^tvår ̂_n

Ersättare E_1,ÄR_två,ÄR_3,ÄR_4,………ÄR_n värden i ekv (4) kommer att få

E = q₁/ 4Πε₀r₁^tvår ̂₁+ q_två/ 4Πε₀r_två^tvår ̂_två+ q₃/ 4Πε₀r₃^tvår ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε₀r_n^tvår ̂_n

E = 1/4 °₀[Vad₁/ r₁^tvår ̂₁+ q_två/ r_två^tvår ̂_två+ q₃/ r₃^tvår₃̂ + ……… .. + q_n/ r_n^tvår ̂_n] ……………………………. ekv (5)

En ekvation (5) är den elektriska fältintensiteten på grund av laddningsgruppen

Representation av fältlinjer

För q> 0: När q är större än noll (q> 0) är laddningen positiv och fältlinjerna är radiellt utåt. Fältlinjerna för q> 0 visas i figuren nedan.

elektrisk fältlinje-för-laddning-större än noll

För q<0: När q är mindre än noll (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.

för-q-mindre än noll

Till skillnad från avgifter eller dipol: Representationen av fältlinjer för till skillnad från avgifter eller dipol visas i figuren nedan.

elektriska fältlinjer för olikt laddningar

För liknande avgifter

Om | q1 | = | q2 |: Om laddning q₁och q_tvåär lika, neutrala punkten och fältintensiteten är noll för liknande laddningar och den är i mitten av q₁och q_tvåkostnader.

laddning-q1-är-lika med-q2

Om | q1 |> | q2 |: Om laddning q₁är större än q_tvåväxlar den neutrala punkten 'p' mot laddningen q_tvåav mindre storlek.

Enhetligt elektriskt fält: I det enhetliga elektriska fältet börjar fältlinjerna från den positiva laddningen och går till negativ laddning. Fältlinjerna är lika långa och linjerna är parallella i det enhetliga elektriska fältet.

enhetligt-elektriskt fält

Egenskaper

Egenskaperna hos elektriska fältlinjer är

• Fältlinjerna börjar från positiv laddning och avslutas med negativ laddning
• Fältlinjerna är kontinuerliga
• Fältlinjerna korsar sig aldrig (Orsak: Om de skär varandra kommer det att finnas två riktningar för ett elektriskt fält vid den punkt som inte är möjligt)
• I regionen med det starka elektriska fältet ligger linjer mycket nära varandra medan det i området med svaga elektriska fält är långt
• I regionen med enhetlig elektrisk fältlinje finns det lika stora parallella linjer
• Fältlinjerna är alltid normala mot ledarens yta

Regler för ritning av elektriska fältlinjer

Reglerna för att rita fältlinjer är

• För en given grupp punktladdningar kommer alltid fältlinjerna från positiv laddning och slutar med en negativ laddning. Om det finns överskottsladdning börjar vissa rader eller slutar på obestämd tid.
  Till exempel i ovanstående figur q₁är större än q_två. Linjerna har sitt ursprung i q_två, så ladda q_tvåär positivt och i laddningen q₁vissa rader kommer oändligt långt borta.
• Antalet linjer som dras som slutar med en negativ laddning eller lämnar en positiv laddning är proportionell mot laddningens storlek.
  Så högre laddning kommer fler linjer att lämna från det om det är en positiv laddning eller slutar i det om det är en negativ laddning.
• Fältlinjerna korsar aldrig varandra

Vanliga frågor

1). Vilka är de typer av elektriska fältlinjer?

Det enhetliga elektriska fältet och det icke-enhetliga elektriska fältet är de två typerna av elektriska fältlinjer. Fältlinjen sägs vara ett enhetligt elektriskt fält när det elektriska fältet är konstant och sägs vara ett icke-enhetligt elektriskt fält när fältet är oregelbundet vid varje punkt.

2). Hur skapar man ett elektriskt fält?

Genom de stationära laddningarna alstras det elektriska fältet och av de rörliga laddningarna alstras magnetfältet.

3). Hur produceras det elektriska fältet?

Det elektriska fältet produceras av laddade partiklar. I fältets riktning accelererar positiva laddningar och i motsatt riktning mot fältet accelereras de negativt laddade partiklarna.

4). Vad är det elektriska fältets intensitet på grund av punktladdningar?

Det elektriska fältets intensitet på grund av punktladdning tillsammans med punktladdning och testladdning uttrycks som

E = q / 4Πε₀r^tvår ̂

Där E är det elektriska fältets intensitet är r ̂ enhetsvektorn och q är laddningen.

5). Hur anger elektriska fältlinjer fältets styrka?

Den elektriska fältlinjens styrka beror på källans laddning och det elektriska fältet är starkt när fältlinjerna ligger nära varandra.

I den här artikeln, elektriskt fält intensitet på grund av punktladdning och laddningsgrupp, representation av fältlinjer, egenskaper fältlinjer och regler för att rita elektriska fältlinjer diskuteras. Här är en fråga till dig, vad är en testladdning och punktladdning i ett elektriskt fält?