Różnica między prawem Gaussa a prawem Coulomba

Prawo Gaussa a prawo Coulomba

Prawo Gaussa i prawo Coulomba to dwa bardzo ważne prawa stosowane w teorii pola elektromagnetycznego. Są to dwa najbardziej podstawowe prawa, które prowadzą do rozwoju pola elektromagnetycznego. Prawa te wraz z prawem Ampera prowadzą do równań Maxwella. Równania Maxwella to zestaw czterech równań, które mogą opisać dowolne zjawisko w teorii elektromagnetycznej. Konieczne jest dokładne zrozumienie tych dwóch praw, aby w pełni zrozumieć teorie elektromagnetyzmu. W tym artykule omówimy, czym jest prawo Gaussa i prawo Coulomba, ich zastosowania, definicje, podobieństwa między nimi oraz wreszcie różnice między prawem Gaussa i prawem Coulomba.

Prawo Gaussa

Prawo Gaussa jest bardzo ważnym prawem opisującym właściwości pól elektrycznych, pól magnetycznych i pól grawitacyjnych. Prawo Gaussa dla pól elektrycznych stwierdza, że ​​strumień elektryczny przez dowolną zamkniętą powierzchnię jest proporcjonalny do ładunku elektrycznego zawartego w powierzchni. Można to wyrazić jako ∅ = Q / ε₀ gdzie φ jest całkowitym strumieniem elektrycznym na powierzchni, Q jest ładunkiem zamkniętym przez powierzchnię, a ε₀ jest stałą dielektryczną. Aby zrozumieć tę koncepcję, należy najpierw zrozumieć koncepcję strumienia elektrycznego. Strumień elektryczny na powierzchni jest pomiarem liczby linii pola elektrycznego przechodzących przez powierzchnię. Jest to wprost proporcjonalne do liczby linii pola elektrycznego na powierzchni. Prawo Gaussa dla pól magnetycznych jest bardzo ważnym prawem. Prawo Gaussa dla pól magnetycznych mówi, że całkowity strumień magnetyczny nad dowolną zamkniętą powierzchnią wynosi zero. Jest tak, ponieważ monopole magnetyczne nie istnieją. Słupy magnetyczne istnieją tylko jako dipole. Na dowolnej zamkniętej powierzchni biegunowość magnetyczna netto wynosi zero. Dlatego strumień magnetyczny nad dowolną zamkniętą powierzchnią wynosi zero.

Prawo Coulomba

Prawo Coulomba jest prawem opisującym interakcje między elektrycznie naładowanymi cząsteczkami. Stwierdza to, że siła między dwiema naładowanymi elektrycznie cząsteczkami jest proporcjonalna do ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między dwiema cząsteczkami. Można to wyrazić za pomocą równania F = Q₁Q₂₎/ 4πr²⁾ε₀ gdzie Q₁ a Q2 są ładunkami cząstek, r jest odległością między dwoma ładunkami, a ε₀ jest stałą dielektryczną wolnej przestrzeni. Jeśli to równanie jest zdefiniowane dla ośrodka innego niż wolna przestrzeń, ε₀ należy zastąpić ε, gdzie ε jest stałą dielektryczną ośrodka. Gdyby ładunki te miały ten sam znak, F byłby wartością dodatnią. Oznacza to, że dwa ładunki się odpychają. Jeśli te dwa ładunki mają różne znaki, F staje się wartością ujemną; opisując przyciąganie między dwoma ładunkami.