Cosa sono le linee di campo elettrico: proprietà e loro rappresentazione

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Il concetto di Electric Field Lines è stato introdotto da Michael Faraday, nato il 22 settembre 1791 a Londra e morto il 25 agosto 1867 a Hampton Court Palace, Molesey. In molte aree della fisica, i campi elettrici sono importanti e nella tecnologia elettrica questi campi vengono sfruttati praticamente. La forza attrattiva tra gli elettroni e il nucleo atomico, i campi elettrici sono responsabili. L'unità SI dell'intensità del segnale del campo elettrico è v / m (volt per metro) e dai campi magnetici variabili nel tempo o dal cariche elettriche, si creano i campi elettrici. Viene discussa la breve spiegazione delle linee del campo elettrico e la rappresentazione delle linee del campo.

Che cosa sono le linee di campo elettrico?

Definizione: Una linea di campo elettrico è definita come una regione in cui una carica elettrica subisce una forza. Gli oggetti caricati possono essere positivi o negativi, le cariche opposte si attraggono e le cariche simili si respingono. Le linee di campo sono rappresentazioni visive del campo elettrico creato da una singola carica o da un gruppo di cariche ed è abbreviato in E-field. Questo è un concetto tridimensionale e quindi non può essere visualizzato con estrema correttezza su un piano. La lettera E rappresenta il vettore del campo elettrico ed è tangente alla linea del campo in ogni punto. La direzione di queste linee è la stessa del vettore del campo elettrico.




Intensità del campo elettrico dovuta alla carica puntuale e al gruppo di carica

L'intensità del campo elettrico dovuto alle cariche puntiformi può essere ottenuta utilizzando la legge di coulomb. L'intensità del campo elettrico dovuto alla carica puntiforme è mostrata nella figura sottostante.

Intensità del campo elettrico dovuta alla carica puntuale

intensità del campo elettrico dovuta alla carica puntuale



Secondo la legge di Coulomb, la forza 'F' è espressa come

F = q * q0/ 4Πε0rDuer ̂ ……………………… eq (1)

L'intensità del campo elettrico dovuto a una carica puntiforme è espressa come.


E = F / q0r ̂ ……………………. eq (2)

Sostituendo eq (1) in eq (2) si otterrà l'espressione dell'intensità del campo elettrico insieme alla carica puntiforme e al test di carico

E = q * q0/ 4Πε0rDue* 1 / q0 r ̂

E = q / 4Πε0rDuer ̂ ……………… eq (3)

Dove r ̂ è il vettore unitario

Un'equazione (3) è l'intensità del campo elettrico dovuto alla carica puntiforme insieme alla carica puntiforme e alla carica di prova. L'intensità del campo elettrico dovuto al gruppo di cariche è mostrata nella figura sottostante

Intensità del campo elettrico dovuta al gruppo di cariche

intensità-del-campo-elettrico-dovuto-al-gruppo-di-cariche

Dove q 1,che cosaDue,che cosa3,che cosa4,che cosa5,che cosa6………. che cosa n sono le accuse e r1,rDue,r3,r4,r5,r6………. rn sono le distanze.

L'intensità del campo elettrico dovuto al gruppo di cariche al punto p è data da

E=E1+ EDue+ E3+ E4+………+ En……………………. eq (4)

Come sappiamo, l'intensità del campo elettrico dovuto alla carica puntiforme è espressa nell'eq (3) di cui sopra, in modo simile

E1= q1/ 4Πε0r1Duer ̂1

EDue= qDue/ 4Πε0rDueDuer ̂Due

E3= q3/ 4Πε0r3Duer ̂3…………En= qn/ 4Πε0rnDuer ̂n

Sostituto E1,EDue,E3,E4,………En i valori nell'eq (4) verranno visualizzati

E= q­1/ 4Πε0r1Duer ̂1+ qDue/ 4Πε0rDueDuer ̂Due+ q3/ 4Πε0r3Duer ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε0rnDuer ̂n

E = 1 / 4Πε0[che cosa1/ r1Duer ̂1+ qDue/ rDueDuer ̂Due+ q3/ r3Duer3̂ + ……… .. + qn/ rnDuer ̂n] …………………………. eq (5)

Un'equazione (5) è l'intensità del campo elettrico dovuta al gruppo di cariche

Rappresentazione delle linee di campo

Per q> 0: Quando q è maggiore di zero (q> 0), la carica è positiva e le linee di campo sono radialmente verso l'esterno. Le linee del campo per q> 0 sono mostrate nella figura seguente.

Carica maggiore di zero

linea-campo-elettrico-per-carica-maggiore-di-zero

Per q<0: Quando q è minore di zero (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.

Per-Q-inferiore a zero

per-q-minore-zero

A differenza di cariche o dipolo: La rappresentazione delle linee di campo per addebiti diversi o dipolo è mostrato nella figura seguente.

linee-di-campo-elettrico-per-cariche-diverse

linee-di-campo-elettrico-per-cariche-diverse

Per addebiti simili

Se | q1 | = | q2 |: Se carica q1e qDuesono uguali, il punto neutro e l'intensità del campo è zero per cariche simili ed è al centro di q1e qDueaddebiti.

carica-q1-è-uguale-a-q2

carica-q1-è-uguale-a-q2

Se | q1 |> | q2 |: Se carica q1è maggiore di qDue, il punto neutro 'p' si sposta verso la carica qDuedi minore entità.

Campo elettrico uniforme: Nel campo elettrico uniforme le linee di campo partono dalla carica positiva e vanno alla carica negativa. Le linee di campo sono equidistanti e le linee sono parallele nel campo elettrico uniforme.

campo elettrico uniforme

campo elettrico uniforme

Proprietà

Le proprietà delle linee del campo elettrico sono

  • Le linee di campo iniziano dalla carica positiva e terminano alla carica negativa
  • Le linee di campo sono continue
  • Le linee di campo non si intersecano mai (Motivo: se si intersecano, ci saranno due direzioni di un campo elettrico nel punto che non è possibile)
  • Nella regione del campo elettrico forte, le linee sono molto vicine l'una all'altra mentre nella regione del campo elettrico debole le linee sono lontane
  • Nella regione della linea di campo elettrico uniforme, ci sono linee parallele equidistanti
  • Le linee di campo sono sempre normali alla superficie del conduttore

Regole per disegnare le linee del campo elettrico

Le regole per disegnare le linee di campo sono

  • Per un dato gruppo di cariche puntuali, le linee di campo provengono sempre da una carica positiva e terminano con una carica negativa. In caso di addebito in eccesso, alcune linee inizieranno o termineranno a tempo indeterminato.
    Ad esempio, nella figura sopra q1è maggiore di qDue. Le linee hanno origine in qDue, quindi carica qDueè positivo e nella carica q1alcune linee provengono da infinitamente lontano.
  • Il numero di linee tracciate che terminano con una carica negativa o che lasciano una carica positiva è proporzionale all'entità della carica.
    Quindi maggiore è la carica più linee partiranno da essa se è una carica positiva o terminano con essa se è una carica negativa.
  • Le linee di campo non si incrociano mai

Domande frequenti

1). Quali sono i tipi di linee di campo elettrico?

Il campo elettrico uniforme e il campo elettrico non uniforme sono i due tipi di linee di campo elettrico. Si dice che la linea di campo sia un campo elettrico uniforme quando il campo elettrico è costante e si dice che sia un campo elettrico non uniforme quando il campo è irregolare in ogni punto.

2). Come si crea un campo elettrico?

Dalle cariche stazionarie viene prodotto il campo elettrico e dalle cariche in movimento viene prodotto il campo magnetico.

3). Come viene prodotto il campo elettrico?

Il campo elettrico è prodotto dalle particelle cariche. Nella direzione del campo, le cariche positive stanno accelerando e nella direzione opposta del campo, le particelle caricate negativamente vengono accelerate.

4). Qual è l'intensità del campo elettrico dovuto alle cariche puntiformi?

L'intensità del campo elettrico dovuto alla carica puntuale insieme alla carica puntuale e alla carica di prova è espressa come

E = q / 4Πε0rDuer ̂

Dove E è l'intensità del campo elettrico, r ̂ è il vettore unitario e q è la carica.

5). In che modo le linee del campo elettrico indicano la forza del campo?

L'intensità delle linee del campo elettrico dipende dalla carica della sorgente e il campo elettrico è forte quando le linee del campo sono vicine tra loro.

In questo articolo, campo elettrico Vengono discussi l'intensità dovuta alla carica puntuale e al gruppo di carica, la rappresentazione delle linee di campo, le proprietà delle linee di campo e le regole per disegnare le linee di campo elettrico. Ecco una domanda per te, cos'è una carica di prova e una carica puntuale in un campo elettrico?