2.3 Sähkökenttä
Kopiokoneen ja tulostimen toiminta perustuu mustepisaran
ohjailemiseen sähkökentän avulla. Pisaran paikka tulostuspaperilla riippuu
pisaraan vaikuttavista sähköisistä voimista.
Jokaisen varatun kappaleen ympärillä on sähkökenttä. Varattu
kappale on sähkökenttänsä välityksellä vuorovaikutuksessa muiden varattujen
kappaleiden kanssa.
Sähkökentän kenttäviivat
Sähkökentän kenttäviivat lähtevät positiivisesti varautuneen
kappaleen pinnasta ja päättyvät negatiivisesti varatun kappaleen pintaan.
Kenttäviivoilla kuvataan sähkökentän suuntaa ja muotoa. Viivojen tiheys
ilmentää kentän voimakkuutta. Mitä tiheämmässä kenttäviivoja jollakin alueella
on, sitä voimakkaampi sähkökenttä siinä on. Sähkökenttä on kolmiulotteinen.
Sähkökentän voimakkuus E (lyhyesti kutsuttuna sähkökenttä) on
kentässä olevaan varattuun hiukkaseen kohdistuvan sähköisen voiman ja kappaleen
sähkövarauksen suhde:
E = F / q
Jos sähkökentässä olevan hiukkasen varaus on positiivinen,
kentän voimakkuuden suunta on sama kuin hiukkaseen vaikuttavan sähköisen voiman
suunta. Jos hiukkasen varaus on negatiivinen, kentän voimakkuuden suunta on
sähköisen voiman suuntaan nähden vastakkainen. Sähkökentän voimakkuuden yksikkö
on 1 N/C.
Huomaa, että symbolilla Q merkitään varausta, jonka sähkökenttää
tutkitaan, ja testivarauksella q tutkitaan kenttää.
Pistevarauksen sähkökenttä
Pistemäisen sähkövarauksen Q ympärillä olevan sähkökentän
sähköistä vuorovaikutusta voidaan tutkia viemällä kentän mielivaltaiseen
pisteeseen pieni testivaraus q. Kentässä olevaan varaukseen q kohdistuu
sähköinen voima. Pistevarauksen sähkökentän (Coulombin kentän) voimakkuuden
suuruus tyhjiössä etäisyydellä r varauksesta on
=
Pistevarauksen sähkökentän voimakkuuden E suunta on
varauksesta Q poispäin, jos varaus Q on positiivinen, ja varausta Q kohti, jos
varaus Q on negatiivinen. Jos varaus Q on eristeessä, sähkökentän voimakkuuden
suuruus on
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti