ガウスの法則は、電界の説明に役立つ静電気の基本法則です。それは、「任意の点での正味の電界は、閉じた表面に囲まれた総電荷に比例する」と述べています。
ガウスの法則は、次の例で詳しく説明できます。無限の長さの電線を想像してください。ワイヤには 2 つの部分があり、一方はプラス、もう一方はマイナスです。
まず、各点電荷の電場を取り、それらを等しく設定して、電場がゼロかどうかを調べます。したがって、それらは互いに打ち消し合い、電界はゼロになります。
無限配線による電界
ガウスの法則は、この電場を計算するのに役立ちます。ガウスの法則、閉じた表面を通る電束は、真空の電気誘電率で割った全封入電荷に等しくなります。たとえば、ガウスの法則は、帯電した導電球によって生成される電界を計算します。このような場合、球面に囲まれた電荷があります。全体のフラックスを計算するには、球の表面での電界強度に球の表面積を掛けます。
無限のワイヤーを取り巻く電界について疑問に思ったことはありますか?これは物理学の有名な問題です:エンドレス ワイヤによる電場をどのように計算しますか?
この記事では、ガウスの法則を使用して無限ワイヤの周囲の電界を見つける方法について説明します。
同様に、円筒ガウス面を考慮して法則を適用することにより、無限ワイヤによる場を見つける際にガウスの法則を使用できます。また、無限に長い金属片の上にある荷電粒子によって生成される電場を見つけるなど、いくつかの興味深い問題を解決するためにそれを使用する方法も学びます.
無限ワイヤの例
- ガウスの法則の単純で分かりやすい例は、無限のワイヤーです。
- ワイヤーはその長さに沿って均一に分布した電荷を持っています。これは、ワイヤーのどの点からでも、ワイヤーから離れた方向に均一な電界が発生することを意味します.
無限ワイヤによる電界の検出
ガウスの法則は、無限に長いワイヤによる任意の点での電界を予測する数式です。ガウスの法則は、あらゆるワイヤ形状の電界を見つけます。
電場を見つけるには、以下が必要です:
<オール>長さに沿って電荷が均等に分布しているワイヤを考えてみましょう。ワイヤーは無限です。これは、ワイヤ上の任意の点から、ワイヤから離れた方向を向いている均一な電界が存在することを意味します.
この電場の大きさを求めるには、次の式を使用できます:
この式は、0 が大きくなると E が大きくなるため、空気の誘電率が水よりも大きくなることを示しています。
ガウスの法則によると:
ガウスの法則
ガウスの法則は電磁気学の法則で、あらゆる点電荷の周りに電場が存在し、電場の大きさは電荷量に比例するというものです。
位置 r に正の点電荷 (Q) があるとします。次に、このフィールドの大きさを次の式で決定できます:
結論
ガウスの法則を使用すると、無限のワイヤによる電界 (または電荷によって感じられる力) を見つけることができます。電場は、電荷の数、ワイヤからの電荷の距離、および電場定数に比例します。電荷密度が 1 メートルあたり d で、ワイヤからの距離が L メートルの無限ワイヤによる電界を求めます。このワイヤからの電界は、距離に反比例します。
