Elektrisch veld

We leggen je uit wat een elektrisch veld is, de geschiedenis van zijn ontdekking, hoe zijn intensiteit wordt gemeten en wat zijn formule is.

1. Wat is een elektrisch veld?

Een elektrisch veld is een fysiek veld of een ruimtelijk gebied dat samenwerkt met een elektrische kracht . De weergave ervan door middel van een model beschrijft de manier waarop verschillende lichamen en systemen van elektrische aard ermee omgaan.

In fysieke termen gezegd, het is een vectorveld waarin een gegeven elektrische lading (q) lijdt aan de effecten van een elektrische kracht (F) .

Deze elektrische velden kunnen een gevolg zijn van de aanwezigheid van elektrische ladingen of van variabele magnetische velden, zoals blijkt uit de experimenten van de Britse wetenschappers Michel Faraday en James C. Maxwell.

Om die reden worden de elektrische velden, in hedendaagse fysieke perspectieven, beschouwd als naast de magnetische velden om elektromagnetische velden te vormen.

Een elektrisch veld is dus dat ruimtegebied dat is gemodificeerd door de aanwezigheid van een elektrische lading. Als we een andere elektrische lading introduceren, zal het een punctuele en zinvolle elektrische kracht ervaren. Op deze manier zal een positieve elektrische lading het elektrische veld naar buiten richten en een negatieve elektrische lading naar binnen.

Zie ook: Elektromagnetisme

1. Geschiedenis van het elektrische veld

Het concept van het elektrische veld werd voor het eerst voorgesteld door Michel Faraday, voortkomend uit de noodzaak om de werking van externe elektrische krachten te verklaren. Dit fenomeen was de sleutel in zijn demonstratie van elektromagnetische inductie in 1831, waarmee het verband tussen magnetisme en elektriciteit werd gecontroleerd .

Een volgende bijdrage aan het elektrische veld was die van James Maxwell, wiens vergelijkingen meerdere aspecten van de elektrische dynamiek van deze velden beschreven, vooral in zijn dynamische veldtheorie. Elektromagnetisch (1865).

Meer in: Faraday Law

1. Eenheden van het elektrische veld

De elektrische velden zijn niet direct meetbaar, met elk type apparaat. Maar het is mogelijk om het effect ervan op een nabijgelegen lading te observeren (intensiteit). Newton / coulomb (N / C) worden hiervoor gebruikt.

1. Formule elektrisch veld

De basis wiskundige formulering van elektrische velden is

F = qE

Waarin F de elektrische kracht is die inwerkt op de elektrische lading die in het veld wordt geïntroduceerd, met een intensiteit E. Merk op dat zowel F als E vectorgrootheden zijn, begiftigd met betekenis en richting.

Van daaruit is het mogelijk om wiskundig vooruit te gaan door de wet van Coulomb op te nemen en te verkrijgen dat E = F / q = 1 / 4πϵ ₀ = (q _i / r ² ) .ȓ _i, waarbij ȓ _i de eenheidsvectoren zijn die de richting van de lijn die elke lading q _i verbindt met elke lading q.

1. Intensiteit van het elektrische veld

De intensiteit van het elektrische veld is een vectorgrootte die de elektrische kracht F weergeeft die op een gegeven lading werkt in een precieze hoeveelheid Newton / Coulomb (N / C). Deze grootte wordt meestal eenvoudigweg "elektrisch veld" genoemd, omdat het veld zelf niet kan worden gemeten, maar het effect ervan op een gegeven lading.

Om het te berekenen, wordt de formule F = qE gebruikt, rekening houdend met dat als de lading positief is (q> 0), de elektrische kracht hetzelfde teken zal hebben als het veld en q in dezelfde richting zal bewegen; terwijl als de lading negatief is (q <0), alles andersom zal gebeuren.

1. Voorbeeld van elektrisch veld

Een eenvoudig voorbeeld van de berekening van de intensiteit van een elektrisch veld is:

Als we een elektrische lading van 5 × ^10-6 C introduceren in een elektrisch veld dat werkt met een kracht van 0, 04 N, hoe sterk is dat veld?

Met de formule E = F / q hebben we die E = 0m04 N / 5 × ^10-6 C = 8.000 N / C.

Ga verder met: Elektrische stroom