電界

物理的

2022

電界とは何か、その発見の歴史、その強度の測定方法、そしてその式は何かを説明します。

電場は、電荷によって変化する空間の領域です。

電界とは何ですか?

電場は物理的な場または 領域 電荷または電気力によって帯電した物体と相互作用する空間の。による彼の表現モデル 電気的性質のさまざまな物体やシステムがそれと相互作用する方法を説明します。

物理的に言えば、それはベクトル場であり、 電荷 与えられた(q)は電気力(F)の影響を受けます。

これらの電界は、電荷の存在の結果である可能性があります。 磁場 英国の科学者マイケルファラデーとジェームズC.マクスウェルの実験によって示されるように、変数。

そのため、現代の物理的観点では、電場は磁場と並んで電磁場を形成すると考えられています。

したがって、電場は、電荷の存在によって変更された空間の領域です。この電荷が正の場合、電荷が「上昇」し、半径方向に外側に伸びる磁力線が生成されます。一方、電荷が負の場合、力線は電荷上で「死ぬ」。電荷が電界が存在する空間の領域に近づくと、電荷は次のような電気力を経験します。 住所 と意味。

電界の歴史

電界の概念は、離れた場所での電気力の作用を説明する必要性から生じた、MichelFaradayによって初めて提案されました。この現象は、1831年の電磁誘導のデモンストレーションで重要であり、それによって、 磁気 Y電気.

その後の電場への貢献はジェームズ・マクスウェルの貢献であり、その方程式はこれらの電場の電気的ダイナミクスの複数の側面を、特に 動的電磁界理論.

電界の単位

どのタイプのデバイスでも、電界を直接測定することはできません。しかし、その近くにある負荷への影響を観察することは可能です。つまり、 負荷(強度)に作用します。これにはニュートン/クーロン(N / C)が使用されます。

電界式

電界Eを電荷qに及ぼす力と関連付ける式は、次の式で与えられます。

F = qE

ここで、Fは、強度Eで電界に導入された電荷qに作用する電気力です。FとEはどちらもベクトル量であり、感覚と方向が与えられていることに注意してください。

そこから、クーロンの法則を組み込んで数学的に進めることができ、E = F / q = 1 / 4πϵ0 =(qi / r2).ȓiとなります。ここで、ȓiは、それぞれを結合する線の方向を示す単位ベクトルです。各チャージqでqiをチャージします。

電界強度

正の電荷は外側に電界を生成し、負の電界は内側に電界を生成します。

電界の強さは、正確な量のニュートン/クーロン(N / C)で特定の電荷に作用する電気力Fを表すベクトル量です。この大きさは、電界自体は測定できないため、単に「電界」と呼ばれることがよくありますが、特定の電荷への影響です。

それを計算するために、式F = q.Eが使用されます。これは、電荷が正(q> 0)の場合、電気力は場と同じ符号を持ち、qは同じ方向に移動することを考慮に入れています。一方、電荷が負の場合(q <0)、すべてが逆になります。

電界の例

電界の強さを計算する簡単な例は次のとおりです。

0.04 Nの力で作用する電界に5×10-6Cの電荷を導入すると、この電界はどの程度の強さで作用しますか?

式E = F / qを適用すると、E = 0.04 N / 5×10-6C = 8,000 N / Cとなります。

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