Zrozumienie prawa Gaussa

Energia elektryczna stała się ważną częścią codziennego życia człowieka. Gdzie prawie wszystkie technologie używane przez ludzi wykorzystują tę energię. Tego oczywiście nie można oddzielić od rewolucji dokonanej przez naukowców pod koniec XVIII wieku, którzy odkryli metodę wykorzystania silnej energii elektrycznej.

W poprzednim materiale wyjaśniono, że ładunek elektryczny jest podzielony na dwa, a mianowicie dodatni ładunek elektryczny i ujemny ładunek elektryczny, gdzie dwa ładunki elektryczne, które są blisko siebie, będą oddziaływać. Interakcja może mieć formę przyciągania się, jeśli ładunki nie są takie same, i odpychania, jeśli ładunki są podobne. Ten incydent był spowodowany prawem Coloumba.

Jednak prawo dotyczące siły elektrostatycznej zaproponowane przez Charlesa de Coulomba istnieje w innej formie, zwanej prawem Gaussa. Co oznacza prawo Gaussa?

(Przeczytaj również: Zrozumienie prawa Coulomba)

Prawo Gaussa zostało sformułowane przez matematyka lub fizyka Carla Friedriccha Gaussa (1777-1855). W swoich odkryciach Gauss sformułował prawo, które określa wielkość strumienia elektrycznego (całkowite linie pola elektrycznego, które penetrują określoną powierzchnię) energii elektrycznej, która penetruje zamkniętą powierzchnię, jest proporcjonalna do całkowitego ładunku elektrycznego otaczającego zamkniętą powierzchnię.

Udało mu się znaleźć wzór na pojęcie linii pola w postaci równań matematycznych. Gdzie prawo Gaussa można wykorzystać do obliczenia natężenia pola elektrycznego w pewnych symetrycznych przypadkach.

Matematycznie prawo Gaussa można sformułować następująco:

Φ = ∮AB.dA = EAcosϕ = q / ε0

Aby sformułować prawo Gaussa, możemy użyć pojęcia strumienia elektrycznego, następny widok to strumień elektryczny dla zamkniętych powierzchni. Załóżmy, że istnieje ładunek punktowy q, siła pola elektrycznego E generowana z ładunków punktowych pokrytych zamkniętym obszarem, który ma postać kuli o promieniu r z ładunkiem q w środku kuli. Można to zdefiniować w następujący sposób:

Prawo Gaussa

Powierzchnia Gaussa wokół rozkładu ładunków (czy to ładunek punktowy, ładunek liniowy, ładunek powierzchniowy czy ładunek objętościowy) jest powierzchnią zamkniętą. Tymczasem natężenie pola elektrycznego we wszystkich punktach na powierzchni jest takie samo, a strumień elektryczny przechodzący przez powierzchnię wzdłuż normalnej linii powierzchni.

Najnowsze posty