Yüklü parçacık nedeniyle elektrik alanı üretilir. Bu makale, elektrik alanının skaler mi yoksa vektörel bir büyüklük mü olduğunu açıklayacaktır.
Elektrik alanı, bir yönü olduğu ve bir alandaki yükler üzerinde hissedilen elektrik kuvvetinin yönü boyunca uzandığı için bir vektördür. Elektrik alanı, esas olarak elektrik kuvveti miktarı nedeniyle bir vektördür. Elektrik alanın yönü, parçacık/yüzey üzerindeki yük tarafından belirlenir.
Elektrik alanının pozitif yükten yönü dışa, negatif yükün yönü ise içe doğrudur. Bu makalede ayrıca elektrik alanının yönünü ve büyüklüğünü nasıl belirleyeceğimizi ve elektrik vektör alanıyla ilgili farklı gerçekleri göreceğiz.
Elektrik alanı neden vektörel bir büyüklüktür?
The vektör niceliklerin büyüklükle birlikte belirli bir yönü vardır. Elektrik alanını bir vektör miktarı yapan şeyin ne olduğunu açıklayalım.
Elektrik alanı bir vektör miktarıdır çünkü parçacığın yüküne dayalı bir yönü vardır. Elektrik alanı, elektrik kuvveti ve yükün bir oranıdır. Yük skaler bir niceliktir, ancak elektrik kuvveti vektörel bir niceliktir ve bu nedenle elektrik alanının hem büyüklüğü hem de yönü vardır.
Elektrik alanı nasıl bir vektör miktarıdır?
The Elektrik alanı yükü çevreleyen elektrik alan bölgesinin her tarafında bulunur. Elektrik alanının bölge boyunca nasıl bir yöne sahip olduğunu görelim.
Elektrik alanı, alandan geçen elektrik akısının parçacık üzerine bir vektör miktarı olan bir elektrik kuvveti uyguladığı gerçeğine dayanan bir vektör miktarıdır. Elektrik alan çizgileri, alanın içinden geçerek elektrik alanının yönünü gösterir.
Elektrik alanın yönü nedir?
Elektrik alanın yönü, bir alanın yönünü gösterir. Elektrik alanının yönünü ayrıntılı olarak tartışalım ve bunun yük ve kuvvetle nasıl ilişkili olduğunu görelim.
Elektrik alan çizgileri pozitif yükten negatif yüke doğru uzanır ve yönleri yüklere uygulanan elektrik kuvvetine paraleldir. Elektrik alanının yönü, parçacığın yükü tarafından belirlenir ve elektrik alan bölgesi boyunca aynıdır.
Elektrik alanın büyüklüğü nasıl hesaplanır?
Elektrik alanı, yüke ve dikkate alınan nokta ile yük arasındaki mesafeye bağlıdır. Elektrik alanın büyüklüğünü nasıl hesaplayacağımızı görelim.
Elektrik alanın büyüklüğünü hesaplamak için kullanılan formül E = klQl/r'dir.2, burada E elektrik alanıdır, k elektrik alan sabitidir (9×109 Nm2/C2), lQl bir yükün büyüklüğüdür ve r, yük ile bir nokta arasındaki mesafedir. Yükün büyüklüğü ile ilgilidir, bu nedenle her zaman pozitiftir.
Bir elektrik alan büyüklüğü, yük ile nokta arasındaki potansiyel farkın ve mesafenin oranı olarak da hesaplanabilir. Herhangi iki nokta arasındaki potansiyel fark aynıysa ve düzgün elektrik alan için geçerliyse, elektrik alanın büyüklüğü sabittir.
Bir noktadan 3 m ve 2 m uzaklıkta bulunan +3 C ve -4 C yüklerden kaynaklanan bir noktadaki elektrik alanın büyüklüğü nedir?
Verilen: Yük q = +3 C.
İkinci yük Q = -2 C.
q yükü ile bir nokta arasındaki mesafe a = 3 m'dir.
Q yükü ile bir nokta arasındaki mesafe b = 4 m'dir.
Elektrik alanın büyüklüğünü hesaplamak için kullanılan formül,
lEl = klQl/r2
Her iki yükten dolayı bir noktadaki elektrik alanının net büyüklüğü,
lEl = lE1l+ lE2l
Burada, lE1l q yükü nedeniyle bir noktadaki elektrik alanının büyüklüğüdür ve lE2l Q yükü nedeniyle bir noktadaki elektrik alanının büyüklüğüdür.
Yukarıdaki ifadedeki formülü kullanarak şunu elde ederiz:
lEl = klql/a2 +klQl/b2 = k(lql/a2 + lQl/b2)
Yukarıdaki denklemde değerleri yerine koyarsak,
lEl = 9 × 109 Nm2/C2 {(l+ 3 Cıl/(3 m)2)+ (l-2 Cıl/(4 m)2)}
lEl = 9 × 109 Nm2/C2 {(3 K/9 m2) + (2 C/16 m2)}
lEl = 9 × 109 Nm2/C2 ×1C/m2 ×(1/3+ 1/8}
lEl = 9 × 109 × 0.45 N/K
lEl = 4.05 × 109 N / C
Bu nedenle, her iki yükten dolayı bir noktadaki elektrik alanın büyüklüğü 4.05 × 109 N / C.
Elektrik alan çizgileri neden vektörel büyüklüklerdir?
Elektrik alan çizgileri, bir yönü olan elektrik alan bölgesinden geçen elektrik akısıdır. Bu alan çizgilerinin neden doğada vektör olduğunu tartışalım.
Elektrik alan çizgileri vektörel büyüklüklerdir çünkü yönleri ve büyüklükleri vardır. Elektrik alan çizgileri pozitif yükten doğar ve negatif yüke doğru sarılır. Elektrik kuvvetinin yönü, elektrik alan çizgileri yönündedir.
Sonuç
Bu makale ile, pozitif yükten kaynaklanan ve negatifte sonlanan elektrik alan çizgileri nedeniyle elektrik alanının bir vektör niceliği olduğu sonucuna varabiliriz. Elektrik alan yönü elektrik kuvvetine paraleldir. Yükünden dolayı skaler bir niceliği ve kuvvetten dolayı bir vektörü vardır.
Hakkında daha fazla bilgi Şarj Elektrik Alanını Etkiler mi??