Tous les matériaux sont constitués d'atomes qui contiennent des particules subatomiques telles que des électrons, des protons et des neutrons. Ces particules subatomiques sont également appelées particules chargées. Les électrons ont une charge négative alors que les protons sont chargés positivement. Si un atome contient un grand nombre d'électrons par rapport au nombre de protons, on dit qu'il est chargé négativement. Alors que si un atome contient un grand nombre de protons par rapport au nombre d'électrons, on dit qu'il est chargé positivement. Chaque charge électrique est associée à un champ électrique. L'une des caractéristiques d'une charge électrique est l'intensité du champ électrique.

Qu'est-ce que l'intensité du champ électrique?

Définition: La charge électrique est portée par les particules subatomiques d'un atome comme les électrons et les photons. La charge d'un électron est d'environ 1,602 × 10^-19coulombs. Chaque particule chargée crée un espace autour d'elle dans lequel l'effet de sa force électrique se fait sentir. Cet espace autour des particules chargées est connu sous le nom de « Champ électrique «. Chaque fois qu'un test unitaire charger est placé dans ce champ électrique, il subira la force émise par la particule source. La quantité de force subie par une particule chargée unitaire lorsqu'elle est placée dans le champ électrique est appelée intensité du champ électrique.

L'intensité du champ électrique est une quantité vectorielle. Il a à la fois une ampleur et une direction. La charge d'essai qui est soumise au champ électrique de la charge source subira une force même si elle est en position de repos. L'intensité du champ électrique est indépendante de la masse et rapidité de la particule de charge d'essai. Cela dépend uniquement de la quantité de charge présente sur la particule de charge de test. La charge d'essai peut être une particule chargée positivement ou une particule chargée négativement.

La direction du champ électrique est déterminée par la charge sur la particule de charge d'essai. Pour dériver la direction de l'intensité du champ électrique, la charge d'essai est considérée comme une charge positive. Ainsi, lorsqu'une particule de charge de test positive est introduite dans ce champ électrique, elle subira une force de répulsion. Ainsi, l'intensité du champ électrique sera dirigée dans la direction opposée à la charge. Alors que pour une charge d'essai chargée négativement, la direction de la force pour l'intensité du champ électrique sera vers la particule de charge source.

Formule d'intensité du champ électrique

Considérons une particule chargée de charge «Q». Cette particule chargée crée un champ électrique autour d'elle. Puisque cette particule chargée est la source du champ électrique, on parle de charge source. L'intensité du champ électrique créé par la charge source peut être calculée en plaçant une autre charge dans son champ électrique. Cette particule de charge externe utilisée pour mesurer l'intensité du champ électrique est appelée charge d'essai. Soit la charge de la charge d’essai «q».

Intensité du champ électrique

Lorsqu'une charge d'essai est placée dans le champ électrique, elle subira soit une force électrique attractive, soit une source électrique répulsive. Soit la force notée «F». Maintenant, l'amplitude de l'intensité du champ électrique peut être définie comme «la force par charge sur la charge d'essai». Ainsi, l’intensité du champ électrique «E» est donnée par

E = F / q —— Eqn1

Ici, la charge sur la particule de charge de test est considérée plutôt que la charge sur la particule de charge source. Considérées en unités SI, les unités d'intensité du champ électrique sont Newton par coulombs. L'intensité du champ électrique est indépendante de la quantité de charge sur la particule de charge d'essai. Il est mesuré de la même manière tout autour de la charge source quelle que soit la charge de la particule de charge d'essai.

De la loi de Coulomb

L'intensité du champ électrique est également appelée intensité du champ électrique. La formule de l'intensité du champ électrique peut également être dérivée de la loi de Coulomb. Cette loi donne la relation entre les charges des particules et la distance entre elles. Ici, les deux charges sont «q» et «Q». Ainsi, la force électrique «F» est donnée par

“doubleur de tension continue à continue ”

F = k.q.Q / d^deux

où k est la constante de proportionnalité et d est la distance entre les charges. Lorsque cette équation remplace la force dans l'équation 1, la formule de l'intensité du champ électrique est dérivée comme

E = k. Q / j^deux

L’équation ci-dessus montre que l’intensité du champ électrique dépend de deux facteurs - la charge sur la charge source «Q» et la distance entre la charge source et la charge d’essai.

Ainsi, l'intensité du champ électrique d'une charge dépend de l'emplacement. Il est inversement proportionnel au carré de la distance entre la charge source et la charge d'essai. À mesure que la distance augmente, la magnitude de l'intensité du champ électrique ou l'intensité du champ électrique diminue.

Calculs de l'intensité du champ électrique

De la formule de l'intensité du champ électrique, il a été dérivé que-

Il est inversement proportionnel à la distance entre la source et les charges de test.
Directement proportionnel à la charge «Q» sur la charge à la source.
Ne dépend pas de la charge de la charge d’essai «q».

Lorsque ces conditions sont appliquées à la loi du carré inverse, la relation entre l'intensité du champ électrique (E1) à une distance d1 et l'intensité du champ électrique (E2) à la distance (d2) est donnée par:

E1 / E2 = d^deux1 / j^deuxdeux

Ainsi, lorsque la distance est augmentée du facteur 2, l'intensité du champ électrique diminuera du facteur 4.

Calculez l'intensité du champ électrique agissant sur une particule avec une charge de -1,6 × 10^-19C lorsque la force électrique est 5,6 × 10^-quinzeN.

Ici, la force F et la charge «q» sont données. Ensuite, l'intensité du champ électrique E est calculée comme E = F / q

Donc, E = 5,6 × 10^-quinze/-1,6x10^-19= -3,5 × 10⁴NC

La formule dimensionnelle de la force (newton) pour l'unité kg.m / s^deuxest MLT^-2. La formule dimensionnelle du coulomb pour ampère-sec est AT. Ainsi, la formule dimensionnelle de l'intensité du champ électrique est MLT^-3À^-1.

“type de pompes et leur application ”

FAQ

1). Comment le champ électrique est-il défini?

Le champ électrique est défini comme la force par unité de charge.

2). Quelle est la valeur de la constante de proportionnalité «k»?

La valeur de la constante de proportionnalité «k» dans la loi de Coulomb est de 9,0 × 10⁹N.m^deux/ C^deux.

3). L'intensité du champ électrique dépend-elle de la quantité de charge de la charge d'essai?

Non, l'intensité du champ électrique ne dépend pas de la quantité «q». Selon la loi de Coulomb, lorsque la charge augmente, la force électrique augmente également du même facteur. Ainsi, ces deux changements s'annulent. Cela peut être compris par la formule de l'intensité du champ électrique, E = F / q.

4). Quelle est la direction de l'intensité du champ électrique lorsque la particule de test chargée positivement est utilisée?

Lorsque la particule de charges positives est utilisée, le vecteur d'intensité de champ électrique sera toujours dirigé loin des objets chargés positivement. Parce que la charge source et la charge de test sont toutes deux de charge positive, elles se repoussent. C'est l'inverse pour les particules chargées négativement.

Ainsi, les choses deviennent difficiles lorsque la charge ponctuelle est placée sous l'influence de nombreuses charges sources. Ici, dans un premier temps, le champ électrique la force des charges individuelles à la source est calculée. Ensuite, la somme vectorielle de toutes ces intensités donne l'intensité de champ résultante à ce point de charge. Quelle est la direction de l'intensité du champ électrique lorsque la charge de test est négative?