전기장 강도는 무엇입니까 : 공식 및 계산

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모든 기재 전자, 양성자 및 중성자와 같은 아 원자 입자를 포함하는 원자로 구성됩니다. 이러한 아 원자 입자는 하전 입자라고도합니다. 전자 양성자는 양전하를 띠는 반면 음전하를 띠고 있습니다. 원자가 양성자 수에 비해 많은 수의 전자를 포함하면 음전하를 띤다 고합니다. 원자가 전자 수에 비해 많은 수의 양성자를 포함하는 반면, 양전하를 띤다 고합니다. 모든 전하는 그와 관련된 전기장이 있습니다. 전하의 특성 중 하나는 전계 강도입니다.

전기장 강도는 무엇입니까?

정의: 전하는 전자와 광자와 같은 원자의 아 원자 입자에 의해 운반됩니다. 전자의 전하는 약 1.602 × 10입니다.-19쿨롱. 모든 하전 입자는 그 주위에 전기력의 효과가 느껴지는 공간을 만듭니다. 하전 된 입자 주위의이 공간은 ' 전기장 “. 단위 테스트를 할 때마다 요금 이 전기장에 배치되면 소스 입자에서 방출되는 힘을 경험하게됩니다. 단위 하전 입자가 전기장에 배치 될 때 경험하는 힘의 양을 전기장 강도라고합니다.




전기장 강도는 벡터 양입니다. 그것은 크기와 방향을 모두 가지고 있습니다. 소스 전하의 전기장을받는 테스트 전하는 휴지 위치에 있어도 힘을 경험합니다. 전계 강도는 질량과 무관하며 속도 시험 전하 입자의. 테스트 전하 입자에 존재하는 전하의 양에만 의존합니다. 테스트 전하는 양으로 하전 된 입자 또는 음으로 하전 된 입자 일 수 있습니다.

전기장의 방향은 테스트 전하 입자의 전하에 의해 결정됩니다. 전계 강도의 방향을 도출하기 위해 테스트 전하는 양전하로 간주됩니다. 따라서 양성 테스트 전하 입자가이 전기장에 도입되면 반발력을 경험하게됩니다. 따라서 전계 강도는 전하에서 멀어지는 방향으로 향합니다. 음전하 테스트 전하의 경우 전계 강도에 대한 힘의 방향은 소스 전하 입자를 향합니다.



전기장 강도 공식

전하 'Q'를 갖는 하전 입자를 고려해 보겠습니다. 이 하전 입자는 주위에 전기장을 생성합니다. 이 하전 입자는 전기장의 소스이므로 소스 전하라고합니다. 소스 전하에 의해 생성 된 전기장의 강도는 전기장에 다른 전하를 배치하여 계산할 수 있습니다. 전기장 강도를 측정하는 데 사용되는이 외부 전하 입자를 테스트 전하라고합니다. 테스트 충전의 충전을 'q'로 둡니다.

전기장 강도

전기장 강도

테스트 전하가 전기장에 배치되면 인력 또는 반발력이 발생합니다. 힘은 'F'로 표시합니다. 이제 전기장 강도의 크기는 '테스트 전하에 대한 전 하당 힘'으로 정의 할 수 있습니다. 따라서 전계 강도 'E'는 다음과 같이 주어진다.


E = F / q——Eqn1

여기서는 소스 전하 입자의 전하보다는 테스트 전하 입자의 전하를 고려합니다. SI 단위로 고려할 때 전기장 강도의 단위는 쿨롱 당 뉴턴입니다. 전계 강도는 테스트 전하 입자의 전하량과 무관합니다. 테스트 전하 입자의 전하에 관계없이 소스 전하 주변에서 모두 동일하게 측정됩니다.

쿨롱의 법칙에서

전기장 강도는 전기장 강도라고도합니다. 전기장 강도에 대한 공식은 쿨롱의 법칙에서도 파생 될 수 있습니다. 이 법칙은 입자의 전하와 입자 사이의 거리 사이의 관계를 제공합니다. 여기서 두 가지 요금은‘q’와‘Q’입니다. 따라서 전기력 'F'는 다음과 같이 주어집니다.

F = k.q.Q / d

여기서 k는 비례 상수이고 d는 전하 사이의 거리입니다. 이 방정식이 방정식 1의 힘으로 대체되면 전기장 강도에 대한 공식은 다음과 같이 유도됩니다.

E = k. Q / d

위의 방정식은 전기장 강도가 소스 전하 'Q'의 전하와 소스 전하와 테스트 전하 사이의 거리라는 두 가지 요인에 따라 달라진다는 것을 보여줍니다.

따라서 전하의 전계 강도는 위치에 따라 다릅니다. 이는 소스 충전과 테스트 충전 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다. 거리가 증가함에 따라 전계 강도 또는 전계 강도의 크기가 감소합니다.

전기장 강도 계산

전계 강도의 공식에서 다음과 같이 유도되었습니다.

  • 소스와 테스트 전하 사이의 거리에 반비례합니다.
  • 소스 요금의 'Q'요금에 정비례합니다.
  • 테스트 요금 'q'의 요금에 의존하지 않습니다.

이러한 조건이 역 제곱 법칙에 적용될 때, 거리 d1에서의 전계 강도 (E1)와 거리 (d2)에서의 전계 강도 (E2) 사이의 관계는 다음과 같습니다.

E1 / E2 = d1 / 일

따라서 거리가 2 배 증가하면 전계 강도는 4 배 감소합니다.

전하가 -1.6 × 10 인 입자에 작용하는 전계 강도를 계산합니다.-19C 전기력이 5.6 × 10-열 다섯엔.

여기서 힘 F와 전하 q가 주어집니다. 그런 다음 전계 강도 E는 다음과 같이 계산됩니다. E = F / q

그러므로, E = 5.6 × 10-열 다섯/-1.6x10-19= -3.5 × 104체크 안함

단위 kg.m / s에 대한 힘 (뉴턴)의 치수 공식MLT입니다-두. 암페어-초에 대한 쿨롱의 치수 공식은 AT입니다. 따라서 전계 강도의 치수 공식은 MLT입니다.-삼-1.

자주 묻는 질문

1). 전기장은 어떻게 정의됩니까?

전기장은 단위 전 하당 힘으로 정의됩니다.

2). 비례 상수 'k'의 값은 무엇입니까?

쿨롱의 법칙에서 비례 상수 'k'의 값은 9.0 × 10입니다.9N.m/ 씨.

삼). 전기장 강도는 테스트 전하의 전하량에 따라 달라 집니까?

아니오, 전기장 강도는 'q'양에 의존하지 않습니다. 전하가 증가함에 따라 쿨롱의 법칙에 따르면 전기력도 같은 비율로 증가합니다. 따라서이 두 가지 변경 사항은 서로를 상쇄합니다. 이것은 전계 강도 E = F / q의 공식으로 이해할 수 있습니다.

4). 양전하를 띤 시험 입자를 사용할 때 전계 강도의 방향은 무엇입니까?

양전하 입자가 사용되면 전계 강도 벡터는 항상 양전하를 띤 물체로부터 멀어집니다. 소스 전하와 테스트 전하가 모두 양전하이므로 서로 밀어냅니다. 이것은 음전하를 띤 입자의 반대입니다.

따라서 많은 소스 요금의 영향으로 포인트 요금이 부과되면 상황이 어려워집니다. 여기에서 처음에는 전기장 개별 소스 요금의 강도가 계산됩니다. 그런 다음 이러한 모든 강도의 벡터 합은 해당 지점 전하에서 결과적인 전계 강도를 제공합니다. 테스트 전하가 음일 때 전계 강도의 방향은 무엇입니까?