Elektrik Alan Çizgileri Nedir: Özellikleri ve Gösterimi

Elektrik Alan Hatları kavramı Michael Faraday tarafından tanıtıldı, 22 Eylül 1791'de Londra'da doğdu ve 25 Ağustos 1867'de Molesey Hampton Court Sarayı'nda öldü. Fiziğin birçok alanında elektrik alanları önemlidir ve elektrik teknolojisinde bu alanlardan pratik olarak yararlanılır. Elektronlar ve atom çekirdeği arasındaki çekici kuvvet, elektrik alanları sorumludur. Elektrik alan sinyal gücü SI birimi v / m'dir (metre başına volt) ve zamanla değişen manyetik alanlar veya elektrik yükleri, elektrik alanları yaratılır. Elektrik alan hatlarının kısa açıklaması ve alan çizgilerinin temsili tartışılmıştır.

Elektrik Alan Çizgileri nedir?

Tanım: Bir elektrik alan çizgisi, bir elektrik yükünün bir kuvvetle karşılaştığı bir bölge olarak tanımlanır. Yüklü nesneler pozitif veya negatif olabilir, zıt yükler birbirini çeker ve benzer yükler itilir. Alan çizgileri, tek bir yük veya bir grup yük tarafından oluşturulan elektrik alanın görsel temsilleridir ve E-alanı olarak kısaltılır. Bu üç boyutlu bir kavramdır ve bu nedenle bir düzlemde çok büyük bir doğrulukla görselleştirilemez. E harfi elektrik alan vektörünü temsil eder ve her noktada alan çizgisine teğettir. Bu çizgilerin yönü, elektrik alan vektörünün yönü ile aynıdır.

Puan Yükü ve Yük Grubundan Kaynaklanan Elektrik Alan Şiddeti

Nokta yüklerinden kaynaklanan elektrik alan yoğunluğu, coulomb yasası kullanılarak elde edilebilir. Nokta yükten kaynaklanan elektrik alan yoğunluğu aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

noktasal yüke bağlı elektrik alan yoğunluğu

Coulomb yasasına göre, 'F' kuvveti şu şekilde ifade edilir:

F = q * q₀/ 4Πε₀r^ikir ̂ ……………………… eq (1)

Bir nokta yükten kaynaklanan elektrik alan yoğunluğu olarak ifade edilir.

E = F / q₀r “……………………. eq (2)

Eşitlik (2) 'deki ikame eq (1), elektrik alan yoğunluğu ifadesinin yanı sıra nokta yükü ve yük testi

E = q * q₀/ 4Πε₀r^iki* 1 / q_{0 r ̂}

E = q / 4Πε₀r^ikir ̂ ……………… eq (3)

R ̂ birim vektördür

Denklem (3), nokta yük ve test yükü ile birlikte nokta yükünden kaynaklanan elektrik alan yoğunluğudur. Yük grubundan kaynaklanan elektrik alan yoğunluğu aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

yük grubuna bağlı elektrik alan yoğunluğu

Nerede q _1,ne_iki,ne_3,ne_4,ne_5,ne₆………. ne _n ücretler ve r_1,r_iki,r_3,r_4,r_5,r₆………. r_n mesafelerdir.

P noktasındaki yük grubuna bağlı elektrik alan yoğunluğu şu şekilde verilir:

E = E₁+ E_iki+ E₃+ E₄+ ……… + E_n……………………. eq (4)

Nokta yüke bağlı elektrik alan yoğunluğunun yukarıdaki denklem (3) 'te ifade edildiğini bildiğimiz gibi, benzer şekilde

DIR-DİR₁= q₁/ 4Πε₀r₁^ikir ̂₁

DIR-DİR_iki= q_iki/ 4Πε₀r_iki^ikir ̂_iki

DIR-DİR3= q₃/ 4Πε₀r₃^ikir ̂₃…………DIR-DİRn= q_n/ 4Πε₀r_n^ikir ̂_n

Yerine E_1,DIR-DİR_iki,DIR-DİR_3,DIR-DİR_4,………DIR-DİR_n Eşitlik (4) içindeki değerler alacak

E = q₁/ 4Πε₀r₁^ikir ̂₁+ q_iki/ 4Πε₀r_iki^ikir ̂_iki+ q₃/ 4Πε₀r₃^ikir ̂3+ ……… .. + qn/ 4Πε₀r_n^ikir ̂_n

E = 1 / 4Πε₀[ne₁/ r₁^ikir ̂₁+ q_iki/ r_iki^ikir ̂_iki+ q₃/ r₃^ikir₃̂ + ……… .. + q_n/ r_n^ikir ̂_n] …………………………. eq (5)

Bir denklem (5), yük grubundan kaynaklanan elektrik alan yoğunluğudur.

Alan Çizgilerinin Gösterimi

Q> 0 için: Q sıfırdan büyük olduğunda (q> 0), yük pozitiftir ve alan çizgileri radyal olarak dışa doğrudur. Q> 0 için alan çizgileri aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

sıfırdan büyük elektrik alan satırı

Q için<0: Q sıfırdan küçük olduğunda (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.

sıfırdan küçük için

Yükler veya Dipol'ün aksine: Farklı ücretler için alan çizgilerinin gösterimi veya dipol aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

elektrik alan çizgileri, farklı yükler için

Benzer Ücretler İçin

Eğer | q1 | = | q2 |: Şarj q ise₁ve q_ikieşittir, nötr nokta ve alan yoğunluğu benzer yükler için sıfırdır ve q'nun merkezindedir₁ve q_ikiücretleri.

şarj-q1-eşittir-q2

Eğer | q1 |> | q2 |: Şarj q ise₁q'dan büyüktür_ikinötr nokta 'p', q yüküne doğru kayar_ikidaha küçük büyüklükte.

Düzgün Elektrik Alanı: Düzgün elektrik alanında alan çizgileri pozitif yükten başlar ve negatif yüke gider. Alan çizgileri eşit uzaklıkta ve düzgün elektrik alanında paraleldir.

tekdüze elektrik alanı

Özellikleri

Elektrik alan çizgilerinin özellikleri

• Alan çizgileri pozitif yükten başlar ve negatif yükte biter
• Alan çizgileri süreklidir
• Alan çizgileri asla kesişmez (Sebep: Eğer birbirleriyle kesişirlerse, mümkün olmayan noktada bir elektrik alanın iki yönü olacaktır)
• Kuvvetli elektrik alan bölgesinde, çizgiler birbirine çok yakınken, zayıf elektrik alan bölgesinde çizgiler uzaktadır.
• Düzgün elektrik alan çizgisi bölgesinde, eşit mesafeli paralel çizgiler vardır.
• Alan çizgileri her zaman iletkenin yüzeyine normaldir

Elektrik Alan Çizgileri Çizim Kuralları

Alan çizgileri çizme kuralları

• Belirli bir nokta yükleri grubu için, alan çizgileri her zaman pozitif yükten kaynaklanır ve negatif bir yük ile biter. Bir miktar fazla ücret olması durumunda, bazı hatlar süresiz olarak başlayacak veya bitecektir.
  Örneğin, yukarıdaki şekil q'da₁q'dan büyüktür_iki. Doğrular q'dan geliyor_iki, bu yüzden q şarj et_ikipozitiftir ve q yükünde₁bazı çizgiler sonsuz uzaklardan geliyor.
• Negatif bir yükte biten veya pozitif yük bırakan çizilen çizgilerin sayısı, yükün büyüklüğü ile orantılıdır.
  Bu yüzden daha yüksek yük, pozitif bir yükse ondan daha fazla çizgi çıkar veya negatif bir yükse içinde biter.
• Alan çizgileri asla birbiriyle kesişmez

SSS

1). Elektrik alan çizgilerinin türleri nelerdir?

Düzgün elektrik alanı ve tekdüze olmayan elektrik alan, iki tür elektrik alan çizgisidir. Elektrik alan sabit olduğunda alan çizgisinin tekdüze bir elektrik alanı olduğu ve alan her noktada düzensiz olduğunda tek tip olmayan bir elektrik alanı olduğu söylenir.

2). Bir elektrik alanını nasıl yaparsınız?

Sabit yükler tarafından elektrik alan üretilir ve hareketli yükler tarafından manyetik alan üretilir.

3). Elektrik alanı nasıl üretilir?

Elektrik alanı, yüklü parçacıklar tarafından üretilir. Alan yönünde pozitif yükler hızlanır ve alanın ters yönünde negatif yüklü parçacıklar hızlanır.

4). Nokta yüklerinden kaynaklanan elektrik alan yoğunluğu nedir?

Nokta yükü ve test yükü ile birlikte nokta yükünden kaynaklanan elektrik alan yoğunluğu şu şekilde ifade edilir:

E = q / 4Πε₀r^ikir ̂

E elektrik alan yoğunluğu olduğunda, r ̂ birim vektör ve q yüktür.

5). Elektrik alan çizgileri alanın gücünü nasıl gösterir?

Elektrik alan çizgilerinin gücü kaynak yüküne bağlıdır ve alan çizgileri birbirine yakın olduğunda elektrik alan güçlüdür.

Bu makalede, Elektrik alanı nokta yük ve yük grubuna bağlı yoğunluk, alan çizgilerinin temsili, alan çizgilerinin özellikleri ve elektrik alan çizgileri çizme kuralları tartışılır. İşte size bir soru, bir elektrik alanında test yükü ve nokta yükü nedir?