میدان الکتریکی: تفاوت میان نسخه‌ها
محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
بدون خلاصۀ ویرایش |
|||
خط ۴:
}}
برای تعریف '''میدان الکتریکی''' در یک نقطه معین از فضا، یک بار الکتریکی مثبت به اندازه واحد در آن نقطه قرار داده، سپس مقدار نیروی الکتریکی وارد بر این واحد بار را به عنوان شدت میدان الکتریکی تعریف می‌کنند. بار مثبت را نیز به عنوان بار آزمون تعریف می‌کنند. به بیان دقیقتر می‌توان میدان الکتریکی را به صورت حد نسبت [[نیروی الکتریکی]] وارد بر یک [[بار آزمون]] بر اندازه بار آزمون، زمانی که مقدار بار آزمون به سمت صفر میل می‌کند، تعریف کرد.
== پیشگفتار ==
سطر ۱۵ ⟵ ۱۴:
== مشخصات میدان الکتریکی ==
'''میدان الکتریکی کمیتی برداری
'''میدان الکتریکی در داخل یک جسم رسانا همواره برابر صفر است.'''
چون اگر درون جسم رسانا میدان الکتریکی وجود داشته باشد، در این صورت بر همه بارهای درون آن نیرو وارد می‌شود. این نیرو باعث به حرکت در آمدن بارهای آزاد می‌شود. حرکت بار را جریان می‌گویند. بنابراین در اثر ایجاد جریان در داخل جسم [[رسانا]] بارها به سطح آن منتقل می‌شوند، باز میدان درون آن صفر می‌شود. در بیشتر موارد میدان الکتریکی از نظر اندازه و جهت از یک نقطه به نقطه دیگر تغییر می‌کند. اما اگر چنانچه اندازه جهت میدان در منطقه‌ای ثابت باشد، در این صورت میدان الکتریکی را یکنواخت یا ثابت می‌گویند.
==میدان الکتریکی حاصل از یک بار نقطه‌ای
فرض کنید که یک بار الکتریکی به اندزه 'q در نقطه‌ای از فضا که با بردار مکان 'r مشخص می‌شود، قرار داشته باشد. حال می‌خواهیم میدان الکتریکی حاصل از این بار را در نقطه دیگری که با بردار مکان (r) مشخص می‌شود، تعیین کنیم. طبق تعریف یک بار نقطه‌ای مثبت آزمون در این نقطه قرار می‌دهیم. فرض کنید که اندازه بار آزمون (q) باشد. در این صورت از طرف بار q بر این بار آزمون نیرویی وارد می‌شود که از قانون کولن بصورت زیر محاسبه می‌شود
<math>F=\frac{q.q'}{4\pi\varepsilon_0 R^2}\hat e=\frac{q.q'}{4\pi\varepsilon_0 R^2}\frac{{\vec r}-{\vec {r'}}}{|{\vec r}-{\vec {r'}}|}</math>
محاسبه می‌شود. چون نیروی F یک کمیت برداری است، بنابراین علاوه بر اینکه مقدار آن از رابطه گفته شده حاصل می‌شود، دارای یک جهت نیز هست که جهت آن با رابطه|'r-r'/|r-r نشان داده می‌شود. در واقع این کمیت یک [[بردار]] یکه است. از آنجا که <math>R=|{\vec r}-{\vec {r'}}|</math> بیانگر فاصله‌ی دو بار است بنابراین نیروی وارد براین بار بدین صورت است:
<math>F=\frac{q.q'}{4\pi\varepsilon_0 |{\vec r}-{\vec {r'}}|}({\vec r}-{\vec {r'}})</math> حال اگر نیروی F را بر (q) تقسیم کنیم، کمیتی حاصل می‌شود که همان میدان الکتریکی است. یعنی اگر میدان الکتریکی را با E نشان دهیم، در این صورت میدان الکتریکی حاصل از بار نقطه‌ای به فاصله r' از مبدا از رابطه زیر محاسبه می‌شود. |'F=1/4πε0xq'q/(r-r')3/|r-r
| |||