Συνδυασμένο πεδίο λόγω χρεώσεων δύο πόντων

Όταν ένα ελαστικό μπαλόνι τρίβεται στα μαλλιά, αναπτύσσει την ικανότητα να προσελκύει αντικείμενα όπως κομμάτια χαρτιού κ.λπ. Αυτό συμβαίνει ως αποτέλεσμα της εκκένωσης ηλεκτρικών φορτίων με το τρίψιμο των μονωτικών επιφανειών.

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια ποιότητα που υπάρχει με όλα τα θεμελιώδη σωματίδια, ανεξάρτητα από το πού βρίσκονται.

Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο q0 συγκρατείται κοντά σε ένα άλλο φορτίο Q, υφίσταται είτε έλξη είτε δύναμη απώθησης. Το ηλεκτρικό πεδίο γύρω από το φορτίο Q λέγεται ότι έχει δημιουργήσει αυτή τη δύναμη. Ως αποτέλεσμα, το ηλεκτρικό πεδίο φορτίου Q ως χώρος, στο οποίο η παρουσία του φορτίου Q επηρεάζει τον χώρο γύρω του, προκαλώντας τη δημιουργία δύναμης F σε οποιοδήποτε φορτίο q0 που διατηρείται στο χώρο.

Έτσι, το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό φορτίο Q ορίζεται ως η περιοχή που περιβάλλει το φορτίο στην οποία ένα άλλο φορτίο q μπορεί να βιώσει την ηλεκτροστατική έλξη ή απώθηση του φορτίου.

Ηλεκτρικό πεδίο

Κάθε σημείο στο διάστημα έχει ένα ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο είναι ένα διανυσματικό μέγεθος. Το ηλεκτρικό πεδίο σε ένα σημείο αντιπροσωπεύει τη δύναμη που θα ασκούνταν σε ένα μοναδιαίο θετικό φορτίο δοκιμής αν τοποθετούνταν εκεί.

Ένα φορτισμένο σωματίδιο (γνωστό και ως φορτίο σημείου ή φορτίο πηγής) δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο στην περιοχή γύρω του. Το υπόλοιπο σύμπαν είναι η περιοχή του διαστήματος που περιβάλλει ένα φορτισμένο σωματίδιο. Στην πράξη, επειδή το ηλεκτρικό πεδίο λόγω ενός σημειακού φορτίου «σβήνει σαν ένα πάνω από το r-τετράγωνο», το ηλεκτρικό πεδίο σε μέρη στο διάστημα μακριά από το φορτίο πηγής είναι ελάχιστο. Με άλλα λόγια, το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από ένα σημειακό φορτίο υπακούει σε έναν νόμο αντίστροφου τετραγώνου, ο οποίος δηλώνει ότι το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από ένα σημειακό φορτίο είναι ανάλογο με το αντίστροφο του τετραγώνου της απόστασης που διανύει το σημείο.

Με άλλα λόγια, το ηλεκτρικό πεδίο που προκαλείται από ένα σημειακό φορτίο υπακούει σε έναν νόμο αντίστροφου τετραγώνου. Ο νόμος ορίζει ότι το ηλεκτρικό πεδίο που προκαλείται από ένα σημειακό φορτίο είναι αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ του σημειακού φορτίου και του ηλεκτρικού πεδίου.

Ηλεκτρικό πεδίο λόγω σημειακής φόρτισης

Ο Faraday ήταν ο πρώτος που πρότεινε την έννοια του πεδίου. Η ισχύς του ηλεκτρικού πεδίου σε οποιοδήποτε σημείο ορίζεται από την έντασή του. Είναι η δύναμη που ασκεί ένα θετικό φορτίο σε μια δεδομένη θέση. Εάν μια δύναμη που λειτουργεί σε αυτή τη μονάδα θετικού φορτίου +q0 σε ένα σημείο r, η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου δίνεται από:

Η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου ενός θετικού σημειακού φορτίου δείχνει μακριά από αυτό, ενώ η κατεύθυνση του πεδίου ενός αρνητικού σημειακού φορτίου δείχνει κατευθείαν σε αυτό. Καθώς απομακρύνεστε από το σημειακό φορτίο, το πλάτος του ηλεκτρικού πεδίου μειώνεται κατά 1/r2.

Ηλεκτρικό πεδίο γύρω από δύο σημειακές φορτίσεις

Κάθε φορτίο πηγής συμβάλλει στο ηλεκτρικό πεδίο σε κάθε θέση κοντά στα φορτία πηγής, εάν υπάρχουν περισσότερα από ένα φορτία πηγής. Το διανυσματικό άθροισμα των ηλεκτρικών πεδίων που οφείλονται σε κάθε φορτίο πηγής σε μια θέση στο χώρο κοντά στα φορτία πηγής είναι το ηλεκτρικό πεδίο σε αυτό το σημείο. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν δύο φορτισμένα σωματίδια στο σύνολο των φορτίων πηγής. Το ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο P είναι ίσο με το διάνυσμα ηλεκτρικού πεδίου λόγω του πρώτου φορτισμένου σωματιδίου συν το διάνυσμα ηλεκτρικού πεδίου λόγω του δεύτερου φορτισμένου σωματιδίου.

Επειδή τα δύο διανύσματα ηλεκτρικού πεδίου που συμβάλλουν στο συνολικό ηλεκτρικό πεδίο στο σημείο P είναι διανύσματα, ο προσδιορισμός του συνολικού ηλεκτρικού πεδίου στη θέση P είναι ένα πρόβλημα πρόσθεσης διανυσμάτων.

Ως εκ τούτου, το διανυσματικό άθροισμα των εντάσεων του ηλεκτρικού πεδίου λόγω μεμονωμένων φορτίων στην ίδια θέση ισούται με την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου σε οποιοδήποτε σημείο λόγω ενός συστήματος ή μιας ομάδας φορτίων. E=E1+E2+E3+…..+En είναι το διανυσματικό άθροισμα των εντάσεων του ηλεκτρικού πεδίου.

Ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ φορτίων διαφορετικών μεγεθών

Όταν τα μεγέθη δεν είναι ίσα, το μεγαλύτερο φορτίο έχει μεγαλύτερη επίδραση στην κατεύθυνση των γραμμών πεδίου από ό,τι όταν είναι. Ακολουθεί ένα παράδειγμα διαμόρφωσης στην οποία το θετικό φορτίο είναι σημαντικά μεγαλύτερο από το αρνητικό. Σε μεγαλύτερες αποστάσεις, οι γραμμές πεδίου μοιάζουν με αυτές ενός απομονωμένου φορτίου περισσότερο από ό,τι στην προηγούμενη περίπτωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ένα μεγαλύτερο φορτίο παράγει ένα ισχυρότερο πεδίο και ως εκ τούτου συμβάλλει περισσότερο στη δύναμη σε ένα δοκιμαστικό φορτίο παρά ένα μικρότερο φορτίο.

Συμπέρασμα

Ένα φυσικό πεδίο που περιβάλλει ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια και ασκεί δύναμη σε όλα τα άλλα φορτισμένα σωματίδια στο πεδίο, ονομάζεται ηλεκτρικό πεδίο. Μπορεί επίσης να αναφέρεται σε ένα σύστημα φυσικού πεδίου φορτισμένων σωματιδίων. Όταν υπάρχουν δύο φορτία, τότε το ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να έλκεται ή να απωθεί το ένα το άλλο.

Συμπέρασμα

Μια σύγκρουση συμβαίνει όταν ένα σώμα συγκρούεται με ένα άλλο. Όταν δύο σώματα συγκρούονται, η ενέργεια μεταφέρεται από το ένα στο άλλο. Η ικανότητα εκτέλεσης εργασιών ονομάζεται ενέργεια. Η εμφάνισή του στη φυσική φαίνεται όταν σωματίδια, ομάδες σωματιδίων ή στερεές οντότητες κινούνται το ένα προς το άλλο και πλησιάζουν αρκετά ώστε να αλληλεπιδρούν και να ασκούν αμοιβαία επίδραση. Επιπλέον, κάποια ενέργεια συχνά διοχετεύεται στον περιβάλλοντα αέρα σε τέτοιες κρούσεις, προκαλώντας τη θέρμανση του αέρα και την εκπομπή ήχου. Το φως μεταφέρει επίσης ενέργεια από τη μια θέση στην άλλη. Όσον αφορά τη σύγκρουση, τόσο οι ελαστικές συγκρούσεις σε μία διάσταση όσο και οι ελαστικές συγκρούσεις σε δύο διαστάσεις είναι αρκετά σημαντικές.