Când vine vorba de sarcina și câmpul electric știm aproape totul despre ele, dar cum rămâne cu legea lui Gauss ? Legea lui Gauss este un subiect important în acest capitol, dar înainte de a intra în legea lui Gauss trebuie să înțelegem ce este o suprafață gaussiană și cum se determină o suprafață gaussiană?
Înainte de a trece la modul de determinare a unei suprafețe gaussiene, să înțelegem mai întâi ce este o suprafață gaussiană.
Ce este o suprafață gaussiană?
Suprafața pe care unghiul (ө) dintre câmpul electric (E) și vectorul de arie (A) este întotdeauna constant în fiecare punct, acest tip de suprafață este cunoscut sub numele de suprafață gaussiană.
Poate că nu ați înțeles termenul de câmp electric sau vector de arie. Așadar, pentru a afla mai multe despre câmpul electric, am un articol dedicat sarcinii și câmpului electric, așa că citiți-l și dumneavoastră.
Știm că o mărime vectorială are mărime și direcție, prin urmare vectorii de arie sunt vectori ai unei suprafețe plane a căror mărime este aria suprafeței și a căror direcție este perpendiculară pe suprafață.
Vector de arie
Bine, cum veți identifica o suprafață gaussiană dacă veți vedea una?
Cum să determinăm o suprafață gaussiană?
Știm că suprafața gaussiană urmează legea lui Gauss și că unghiul (ө) dintre câmpul electric (E) și vectorul de arie (A) este întotdeauna același în fiecare punct. Așadar, pentru a determina o suprafață gaussiană trebuie doar să verificăm dacă în fiecare punct al unei suprafețe unghiul (ө) este același sau nu.
Legea lui Gauss:
Iată care sunt pașii pentru a determina o suprafață gaussiană:
Pasul 1: Selectați suprafața unui corp sau obiect
Atât de des oamenii sunt confuzi și încep să verifice dacă unghiul este același pentru toate punctele unui corp sau nu. Ei bine, ceea ce trebuie să fie clar este că dorim să identificăm dacă o suprafață de pe un corp este o suprafață gaussiană sau nu și, prin urmare, verificăm unghiul (ө) în fiecare punct de pe suprafață și nu în fiecare punct al întregului corp.
Identificarea unei suprafețe
În imaginea de mai sus luăm în considerare regiunea neumbrită pentru a afla dacă este sau nu o suprafață gaussiană, iar regiunea umbrită nu este luată în considerare deoarece trebuie să aflăm dacă o suprafață dintr-un obiect este sau nu o suprafață gaussiană.
P.s: Aceasta înseamnă că un corp poate avea mai mult de o suprafață gaussiană.
Etapa 2: Verificarea direcției câmpului electric (E)
Acum, după ce ați decis suprafața, trebuie să verificați direcția câmpului electric de la suprafață.
De unde pleacă liniile de câmp electric pe o suprafață.
Direcția câmpului electric
Dacă nu știți despre câmpul electric sau liniile de câmp electric, avem un alt articol pe această temă, citiți-l și pe acela, deoarece am furnizat și note scrise de mână cu fiecare derivare a câmpului electric și a suprafeței și legii Gaussiene. Click aici pentru a citi acel articol
Pasul 3: Verificați vectorul de arie (A)
După verificarea direcției câmpului electric trebuie să verificați vectorul de arie al suprafeței. Vectorul de arie este de fapt un vector a cărui direcție este întotdeauna perpendiculară pe suprafață.
Pasul 4: Verificați unghiul dintre vectorul de arie (A) și câmpul electric (E)
După ce ați determinat direcția câmpului electric și a vectorului de arie, acum este momentul să aflați unghiul (ө) dintre ele.
Unghiul dintre vectorul suprafață și câmpul electric
Verificați dacă unghiul dintre cele două este același în toate punctele. Dacă da! atunci este o suprafață gaussiană.
Ei bine, o întrebare care s-ar putea să vă fi lovit este de ce este necesar să determinăm o suprafață gaussiană, de ce este atât de importantă?
De ce este necesar să determinăm o suprafață gaussiană și cum ne ajută aceasta?
Suprafața gaussiană ne ajută la evaluarea câmpului electric datorat diferitelor distribuții de sarcină.
Dacă doriți să aflați despre evaluarea câmpului electric datorat diferitelor distribuții de sarcină, am notele mele personale încărcate pe acest site. Click aici pentru a merge la articol și a descărca notițele.
Câteva exemple de suprafață gaussiană:
Deci, câteva dintre exemplele de suprafață gaussiană sunt:
1. Suprafață gaussiană cilindrică imaginară creată pentru a afla câmpul electric datorat unui conductor drept încărcat. Veți găsi această derivare și în notele noastre 🙂
2. Suprafață gaussiană cilindrică imaginară creată pentru a afla câmpul electric datorat unei foi încărcate plane. Veți găsi această derivare și în notele noastre 🙂
.