Hvad er styrken af ​​det elektriske felt nøjagtigt midtvejs mellem to afgifter?

forståelse af koncepterne

* elektrisk felt: Et elektrisk felt er en region omkring et ladet objekt, hvor andre ladede genstande oplever en styrke. Styrken af ​​det elektriske felt er repræsenteret af den elektriske feltstyrke (E).

* Elektrisk felt på grund af et punktafgift: Den elektriske feltstyrke på afstand 'r' fra et punktopladning 'q' er givet af:

E =k * q / r²

hvor 'k' er coulombs konstante (ca. 8,99 x 10^9 n m²/c²).

* Superpositionsprincip: Det elektriske felt på et tidspunkt på grund af flere ladninger er vektorsummen af ​​de elektriske felter på grund af hver enkelt ladning.

Scenario:To gebyrer

Lad os overveje to afgifter, Q1 og Q2, adskilt af en afstand 'D'. Vi ønsker at finde den elektriske feltstyrke i midtpunktet mellem dem.

trin

1. afstande: Afstanden fra hver opladning til midtpunktet er D/2.

2. elektriske felter på grund af individuelle afgifter:

* Det elektriske felt på grund af Q1 i midtpunktet er:

E1 =K * Q1 / (D / 2) ² =4K * Q1 / D²

* Det elektriske felt på grund af Q2 i midtpunktet er:

E2 =k * q2 / (d / 2) ² =4k * q2 / d²

3. Vector Sum:

* Hvis gebyrerne har det samme tegn (både positive eller begge negative), peger de elektriske felter i modsatte retninger, og netto -elektrisk felt er forskellen:

E_NET =E1 - E2 =4K/D² * (Q1 - Q2)

* Hvis ladningerne har modsatte tegn, peger de elektriske felter i samme retning, og nettets elektriske felt er summen:

E_NET =E1 + E2 =4K/D² * (Q1 + Q2)

vigtige noter

* Den elektriske feltstyrke er en vektormængde, hvilket betyder, at den har både størrelse og retning. Retningen af ​​det elektriske nettelfelt afhænger af tegnene på afgifterne og de relative størrelser af deres elektriske felter.

* Hvis Q1 =Q2, er det elektriske netto -felt i midtpunktet nul, når ladningerne har modsatte tegn.

* Hvis Q1 =-Q2, er det elektriske nettområde i midtpunktet nul uanset gebyrerne.

Fortæl mig, hvis du gerne vil arbejde gennem et specifikt eksempel med værdier for afgifter og afstand!