Prawo Gaussa a prawo Coulomba
Prawo Gaussa i prawo Coulomba to dwa bardzo ważne prawa stosowane w teorii pola elektromagnetycznego. Są to dwa z najbardziej fundamentalnych praw, które prowadzą do powstania pola elektromagnetycznego. Te prawa, wraz z prawem Ampera, prowadzą do równań Maxwella. Równania Maxwella to zestaw czterech równań, które mogą opisać dowolne zjawisko w teorii elektromagnetycznej. Aby w pełni zrozumieć teorie elektromagnetyzmu, wymagane jest dokładne zrozumienie tych dwóch praw. W tym artykule omówimy, czym jest prawo Gaussa i prawo Coulomba, ich zastosowania, definicje, podobieństwa między nimi i wreszcie różnice między prawem Gaussa a prawem Coulomba.
Prawo Gaussa
Prawo Gaussa jest bardzo ważnym prawem opisującym właściwości pól elektrycznych, magnetycznych i grawitacyjnych. Prawo Gaussa dla pól elektrycznych mówi, że strumień elektryczny przez każdą zamkniętą powierzchnię jest proporcjonalny do ładunku elektrycznego zawartego w powierzchni. Można to wyrazić jako ∅ = Q / ε 0, gdzie φ to całkowity strumień elektryczny po powierzchni, Q to ładunek zawarty przez powierzchnię, a ε 0jest stałą dielektryczną. Aby zrozumieć tę koncepcję, należy najpierw zrozumieć koncepcję strumienia elektrycznego. Strumień elektryczny na powierzchni jest miarą liczby linii pola elektrycznego przechodzących przez powierzchnię. Jest to wprost proporcjonalne do liczby linii pola elektrycznego na powierzchni. Prawo Gaussa dotyczące pól magnetycznych jest bardzo ważnym prawem. Prawo Gaussa dla pól magnetycznych stwierdza, że całkowity strumień magnetyczny na dowolnej zamkniętej powierzchni wynosi zero. Dzieje się tak, ponieważ monopole magnetyczne nie istnieją. Bieguny magnetyczne istnieją tylko jako dipole. Na dowolnej zamkniętej powierzchni polaryzacja magnetyczna netto wynosi zero. Dlatego strumień magnetyczny na dowolnej zamkniętej powierzchni wynosi zero.
Prawo Coulomba
Prawo Coulomba to prawo opisujące interakcje między cząstkami naładowanymi elektrycznie. Oznacza to, że siła między dwiema naładowanymi elektrycznie cząstkami jest proporcjonalna do ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między dwiema cząstkami. Można to wyrazić za pomocą równania F = Q 1 Q 2 / 4πr 2 ε 0, gdzie Q 1 i Q2 to ładunki cząstek, r to odległość między dwoma ładunkami, a ε 0 to stała dielektryczna wolnej przestrzeni. Jeśli to równanie jest zdefiniowane dla ośrodka innego niż wolna przestrzeń, ε 0należy zastąpić ε, gdzie ε jest stałą dielektryczną ośrodka. Gdyby te ładunki miały ten sam znak, F byłoby wartością dodatnią. Oznacza to, że oba ładunki odpychają się nawzajem. Jeśli te dwa ładunki mają różne znaki, F staje się wartością ujemną; w ten sposób opisując przyciąganie między dwoma ładunkami.
Jaka jest różnica między prawem Coulomba a prawem Gaussa?
• Prawo Coulomba opisuje interakcje między dwoma ładunkami, podczas gdy prawo Gaussa opisuje przepływ na zamkniętej powierzchni z własności zamkniętej wewnątrz powierzchni.
• Prawo Coulomba ma zastosowanie tylko do pól elektrycznych, podczas gdy prawo Gaussa ma zastosowanie do pól elektrycznych, pól magnetycznych i pól grawitacyjnych.
