전기장은 공간에 존재하는 각 지점과 관련된 물리적 필드이며 모든 형태로 존재할 수있는 충전을 둘러싸고 있습니다. 전기장은 반발 또는 주변 하전 입자에 대한 인력에 의해 힘을 발휘할 수 있습니다. 전기장의 방향뿐만 아니라 크기는 전기장 강도로 표현 될 수 있으며, 이는 기호 E로 표시됩니다. 전기장 강도를 전기장 강도 또는 전기장이라고도합니다. 이것은 다이어그램 형태로 다음과 같은 전기장 예에 의해 이해 될 수 있습니다.
전하
전기장은 크기와 방향을 모두 갖는 벡터 수량입니다. 그것은 기본적으로 긍정적 인 전하를지는 모든 지점에서 경험하는 힘입니다. 따라서 전기 힘은 전하라는 현상의 결과입니다. 전하는 전기 하전 입자 주변의 공간에서 영역을 생산하며, 다른 하전 입자는 힘을 느낄 수 있습니다. 전기장에서, 전하는 주변 공간으로 외부 방식으로 확장 될 때 전기장의 공급원으로 간주됩니다. 이 영역에서 제 2 입자에 대한 제 1 입자에 의해 가해지는 힘은 제 2 전하와 전기장 사이의 직접적인 상호 작용으로 정의 될 수있다.
수학적으로 전기장은 방정식의 형태로 표현됩니다.
e =f/q
여기서,
e =전기장,
f =force
q =Charge
전기장의 크기는 얼마입니까?
우리는 전기장에서 전기장이 단위 충전 당 강제로 표현된다는 것을 알 수 있습니다. SI 시스템에서, 단위는 쿨롱 당 Newtons로 표현되며, 이는 미터당 볼트와 거의 같습니다. CGS 시스템에서, 단위는 정전기 단위 당 Dynes로 표현되며, 이는 센티미터의 Statvolts와 동일합니다.
벡터 수량이기 때문에 전기장에는 충전을 향해 갈 수있는 화살표가 할당됩니다. 전기장은 두 질량 사이의 중력장과 같은 방식으로 작용합니다. 따라서 전기장 노트에서, 우리는 전기장이 거리에 따라 역 제곱 법칙을 준수한다는 것을 알 수 있습니다. Coulomb의 법칙을 통해 효율적으로 이해할 수 있습니다.
Coulomb 's Law
쿨롱의 법칙에 따르면 두 지점 하전 사이의 힘의 크기는 전하 크기에 직접 비례하고 두 전하 사이의 거리에 반비례합니다. 다음 진술에 의해 명확하게 이해 될 수 있습니다. 소스 전하가 두 배가되면 전기장이 두 배가됩니다. 그리고 우리가 소스에서 멀어지면, 전기장은 강도가 매우 낮으며, 이는 원래와 관련하여 강도의 약 1/4에 불과합니다.
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전기장의 방향
양수 및 음전하에 의해 가해지는 전기장의 지시는 서로 반대입니다. 양전하 방향은 전기장의 방향으로 선택됩니다. 충전과 마찬가지로 서로 격퇴하기 때문에, 고립 된 양전하를 둘러싼 전기장은 외적으로 방사됩니다. 전기장이 필드 라인 또는 힘 라인의 형태로 표현되면, 양전하에서 시작하여 음으로 하전 된 종에서 끝나는 것으로 간주됩니다. 전기장에 접하는 라인은 특정 지점에서 전기장의 방향을 표현하는 데 사용됩니다.
전기장의 강도
필드 라인이 서로 밀접하게 접촉하는 영역은 이러한 필드 라인이 멀리 떨어진 지역에 비해 강한 전기장을 경험합니다.
전기장 예
커패시터 및 배터리 셀은 충전 및 구성으로 인해 전기장을 생성합니다. 무선 파, 조명, 엑스레이 등에는 전기장과 관련된 구성 요소가 포함되어 있습니다.
전기장 유형
- 정전기 필드
- 균일 필드
- 전기 역학장
- 전기 변위 필드
정전기 필드 :이 필드는 시간에 따라 변하지 않습니다. 충전 된 물질 시스템에 변화가 없을 때 알 수 있으며 고정 상태로 유지됩니다.
균일 필드 :이름에서 알 수 있듯이 각 지점에서 일정합니다. 근사치는 일반적으로 플레이트를 평행하게 배치하고 그들 사이에 적절한 전압을 유지함으로써 달성됩니다.
전기 역학 필드 :전기 역학장은 전하가 움직일 때 시간이 지남에 따라 변하는 경향이있는 전기장 예입니다.
전기 변위 필드 :전기 변위 필드도 전기 유도라고도합니다. 전기장 노트의 Maxwell 방정식 섹션에서 찾을 수있는 벡터 필드 유형입니다. 기호 D에 의해 표현되며, 이는 변위라는 용어에 해당합니다. 그것은 무료로 유지 될 수 있거나 재료 내에 묶일 수있는 충전으로 표시되는 효과를 설명합니다.
다른 지점 전하와 관련하여 전기장의 표현
고립 된 포인트 충전 근처의 전기장
분리 된 지점 전하 근처의 전기장은 방정식으로 표현 될 수 있습니다,
전기장의 방향은 양전하에서 그리고 음전하를 향해 지적합니다. 우리가 포인트 전하에서 멀어 질 때 전기장의 크기는 1R2의 속도로 떨어집니다.
다중 포인트 하전을 향한 전기장의 표현
이 전기장은 각 점 전하에서 필드의 요약으로 표현할 수 있습니다. 요약 유형은 벡터 합입니다.
분산 충전에 대한 전기장의 표현
요금이 연속 분포로 표현되면 합산은 적분으로 간주됩니다.
여기서, r은 DQ와 최대 관심 영역 사이의 거리이며, R은 DQ와 관심 영역 사이의 선형적인 방식으로 힘의 방향입니다.
결론
전기장은 주변 공간의 포인트 전하에 의해 경험되는 힘입니다. 방향과 크기를 모두 갖는 벡터 수량입니다. 그것은 쿨롱 당 뉴턴으로 표현됩니다. 수학적으로 전기장은 방정식 E =F/Q 형태로 표현되며, 여기서 E는 전기장을 나타내고 F는 힘을 나타내며 Q는 충전을 나타냅니다. 전기장은 Coulomb의 법칙에 의해 표현됩니다.
