Elektrisches Feld
Wir erklären Ihnen, was ein elektrisches Feld ist, wie es entdeckt wurde, wie seine Intensität gemessen wird und wie seine Formel lautet.
Was ist ein elektrisches Feld?
Ein elektrisches Feld ist ein physikalisches Feld oder eine Region im Raum, die mit einer elektrischen Kraft interagiert . Seine Darstellung anhand eines Modells beschreibt die Art und Weise, wie verschiedene Körper und Systeme elektrischer Natur mit ihm interagieren.
Physikalisch ausgedrückt handelt es sich um ein Vektorfeld, in dem eine gegebene elektrische Ladung (q) den Effekt einer elektrischen Kraft (F) hat .
Diese elektrischen Felder können eine Folge des Vorhandenseins elektrischer Ladungen oder variabler magnetischer Felder sein, wie die Experimente der britischen Wissenschaftler Michel Faraday und James C. belegen. Maxwell
Aus diesem Grund werden die elektrischen Felder in zeitgenössischen physikalischen Perspektiven neben den Magnetfeldern betrachtet, um elektromagnetische Felder zu bilden.
Ein elektrisches Feld ist also der Raumbereich, der durch das Vorhandensein einer elektrischen Ladung verändert wurde. Wenn wir eine andere elektrische Ladung einführen, erfährt sie eine pünktliche und sinnvolle elektrische Kraft. Auf diese Weise lenkt eine positive elektrische Ladung das elektrische Feld nach außen und eine negative elektrische Ladung nach innen.
Siehe auch: Elektromagnetismus
Geschichte des elektrischen Feldes
Das Konzept des elektrischen Feldes wurde zuerst von Michel Faraday vorgeschlagen, da die Wirkung entfernter elektrischer Kräfte erklärt werden musste. Dieses Phänomen war ausschlaggebend für seine Demonstration der elektromagnetischen Induktion im Jahr 1831 und überprüfte damit die Zusammenhänge zwischen Magnetismus und Elektrizität .
Ein späterer Beitrag zum elektrischen Feld war der von James Maxwell, dessen Gleichungen mehrere Aspekte der elektrischen Dynamik dieser Felder beschrieben, insbesondere in seiner dynamischen Feldtheorie Elektromagnetisch (1865).
Mehr in: Faraday-Gesetz
Einheiten des elektrischen Feldes
Die elektrischen Felder sind bei keinem Gerätetyp direkt messbar . Es ist jedoch möglich, die Auswirkung auf eine nahe gelegene Last (Intensität) zu beobachten. Hierfür wird Newton / Coulomb (N / C) verwendet.
Elektrische Feldformel
Die mathematische Grundformulierung elektrischer Felder lautet
F = qE
Wobei F die elektrische Kraft ist, die auf die in das Feld eingebrachte elektrische Ladung mit einer Intensität E einwirkt . Es ist zu beachten, dass sowohl F als auch E Vektorgrößen sind, die mit Bedeutung und Richtung ausgestattet sind.
Von dort aus ist es möglich, mathematisch voranzukommen, indem das Coulombsche Gesetz einbezogen wird, wobei E = F / q = 1 / 4πϵ 0 = (q i / r 2 ) .ȓ i erhalten wird, wobei ȓ i die Einheitsvektoren sind, die das kennzeichnen Richtung der Linie, die jede Last q i mit jeder Last q verbindet.
Intensität des elektrischen Feldes
Die Intensität des elektrischen Feldes ist eine Vektorgröße, die die elektrische Kraft F darstellt, die auf eine gegebene Ladung in einer genauen Menge von Newton / Coulomb (N / C) einwirkt . Diese Größe wird üblicherweise einfach als "elektrisches Feld" bezeichnet, da das Feld selbst nicht gemessen werden kann, sondern seine Wirkung auf eine gegebene Ladung.
Zur Berechnung wird die Formel F = qE verwendet, wobei berücksichtigt wird, dass bei positiver Ladung (q> 0) die elektrische Kraft dasselbe Vorzeichen wie das Feld hat und sich q in dieselbe Richtung bewegt; Wenn die Ladung negativ ist (q <0), geschieht alles umgekehrt.
Beispiel für ein elektrisches Feld
Ein einfaches Beispiel für die Berechnung der Intensität eines elektrischen Feldes ist:
Wenn wir eine elektrische Ladung von 5 × 10 -6 C in ein elektrisches Feld einleiten, das mit einer Kraft von 0, 04 N wirkt, wie stark ist dieses Feld?
Unter Anwendung der Formel E = F / q ergibt sich E = 0m04 N / 5 × 10 -6 C = 8000 N / C.
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