Điện trường là gì?
Điện trường là môi trường bao quanh diện tích, gắn với điện tích và tác dụng lực điện lên các điện tích khác đặt trong nó.
Để hiểu chi tiết thì điện trường là một trường điện tạo ra từ các trường điện ở xung quanh điện tích, được biểu diễn bằng các đường sức điện. Điện trường tác dụng lực điện lên các điện tích đặt trong nó. Điện trường là một trong 4 lực cơ bản của tự nhiên, có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt trong khai thác công nghệ điện. Trong quy mô nguyên tử, điện tử là lực tương tác giữa các hạt nhân và electron.
Tính chất cơ bản của điện trường là
Tính chất cơ bản của điện trường là nó tác dụng lực điện lên điện tích đặt trong nó. Theo quy ước về chiều của vectơ cường độ điện trường: Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích dương đặt tại điểm đó trong điện trường. Nếu phát biểu “Véctơ cường độ điện trường tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên một điện tích đặt tại điểm đó trong điện trường” là không đúng vì có thể ở đây là điện tích âm.
Cường độ điện trường là gì?
Sau khi tìm hiểu về điện trường, chúng ta hãy cùng tìm hiểu thêm 1 khái niệm khác là cường độ điện trường. Định nghĩa cụ thể như sau:
Ta có 1 điện tích điểm Q đặt tại vị trí O tạo ra điện trường xung quanh nó. Ta đặt Q tại vị trí mới tại điểm M, tại đó đặt 1 điện tích thử q và xét lực tác dụng lên q. Theo định luật Cu -lông thì khoảng cách q và Q càng lớn thì lực điện càng nhỏ, các điểm càng xa Q càng yếu.
⇒ Vậy ta có khái niệm cường độ điện trường đại diện cho sự mạnh, yếu của điện trường tại một điểm.
Cường độ điện trường là gì
Công thức cường độ điện trường
Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho tác dụng lực của điện trường tại điểm đó, độ lớn của đại lượng này được tính bằng thương số độ lớn lực điện F tác dụng lên một điện tích thử q tại điểm đó với độ lớn q tương ứng.
E = F/q
Trong đó:
- F: Lực điện tác động tại điểm xét
- q: điện tích chịu lực tác động
- E: cường độ điện trường tại điểm xét
Vectơ cường độ điện trường
Véc tơ cường độ dòng điện chính là biểu diễn của cường độ dòng điện thông qua một véc tơ. Khi đó vectơ cường độ điện trường có các đặc điểm như sau:
- Cùng phương và cùng chiều với lực điện tác dụng lên điện tích thử q dương
- Chiều dài biểu diễn cho độ lớn của cường độ điện trường theo một tỷ lệ xích xác định nào đó.
- Véc tơ cường độ điện trường tại bất kỳ điểm nào trên đường sức điện có phương trình tiếp tuyến tại điểm đó trên đường sức điện và có chiều trùng với chiều của đường sức.
- Tập hợp các đường sức cường độ điện trường được gọi là điện phổ.
Đơn vị đo cường độ điện trường
Để xác định được độ lớn của điện trường, người ta sử dụng đơn vị vôn trên mét (V/m).
Nguyên lý chồng chất điện trường
Nguyên lý chồng chất điện trường cho rằng vectơ cường độ điện trường gây bởi một hệ điện tích điểm bằng tổng các vectơ cường độ điện trường gây ra bởi từng điện tích điểm của hệ.
Ta có 2 điện tích điểm Q1, Q2 lần lượt gay ra tại điểm M 2 vectơ cường độ điện trường vectơ E1, E2. Khi đó các điện trường vectơ E1, E2 đồng thời tác động lực lên điện tích q riêng biệt. Vậy cường độ điện trường tại đây sẽ bằng tổng điện trường E1 và E2:
Độ lớn của vectơ tổng được tổng hợp theo quy tắc hình bình hành
Nguyên lý chồng chất điện trường
Tìm hiểu về đường sức điện
Người ta đã chứng minh được các hạt nhỏ bị nhiễm điện, nằm dọc theo phương của lực điện. Từ đây người ta đưa ra một khái niệm mới là đường sức điện.
Đường sức điện là gì?
Đường sức điện là đường mà tiếp tuyến tại mỗi điểm của nó là giá của vectơ cường độ điện trường tại điểm đó hay đường sức điện là đường mà lực điện tác dụng dọc theo nó
Đường sức điện
Đặc điểm của đường sức điện
Đường sức điện có các đặc điểm như sau:
- Là những đường có hướng với hướng tại 1 điểm là hướng của vectơ cường độ điện trường tại đó.
- Mỗi điểm trong điện trường chỉ có 1 đường sức điện
- Đường sức điện của điện trường tĩnh là đường không khép kín chiều ra ở điện tích dương, kết thúc ở điện tích âm.
- Đường sức điện rất dày đực tuy nhiên số ít đường được vẽ theo quy tắc sau: số đường sức đi qua một điện tích nhất định đặt vuông góc với đường sức điện tại điểm xét tỉ lệ với cường độ dòng điện tại điểm đó
Hình dạng của một số đường sức của điện trường
Đường sức điện sẽ có hình dạng khác nhau trong các trường hợp khác nhau, dưới đây là 1 số hình dạng thường gặp:
Hình dạng của một số đường sức của điện trường
Điện trường đều là gì?
Điện trường đều là điện trường có vectơ cường độ điện trường tại mọi điểm đều có cùng phương, chiều và cùng độ lớn. Nghĩa là các đường sức điện là các đường thẳng song song cách đều nhau.
Ví dụ: Điện trường trong điện môi đồng chất nằm ở 2 bản kim loại khác nhau được đặt song song với các điện tích bằng nhau, trái dấu là 1 điện trường đều
Điện trường đều
Trên đây thông tin xoay quanh chủ đề điện trường, cường độ điện trường và điện sức điện bạn cần nắm được, hy vọng sẽ hữu ích cho quý vị. Hãy tiếp tục ủng hộ và theo dõi AME Group trong các bài viết tiếp theo nhé!
