Gaussin laki vs. Coulombin laki
Gaussin laki ja Coulombin laki ovat kaksi erittäin tärkeää lakia, joita käytetään sähkömagneettisen kentän teoriassa. Nämä ovat kaksi perustavanlaatuisinta lakia, jotka johtavat sähkömagneettisen kentän kehittymiseen. Nämä lait yhdessä Amperen lain kanssa johtavat Maxwellin yhtälöihin. Maxwellin yhtälöt ovat joukko neljä yhtälöä, jotka voivat kuvata mitä tahansa ilmiötä sähkömagneettisessa teoriassa. Näiden kahden lain perusteellinen tuntemus vaaditaan sähkömagnetismin teorioiden ymmärtämiseksi täysin. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mikä on Gaussin laki ja Coulombin laki, niiden sovellukset, määritelmät, näiden kahden väliset yhtäläisyydet ja lopuksi Gaussin lain ja Coulombin lain erot.
Gaussin laki
Gaussin laki on erittäin tärkeä laki, joka kuvaa sähkökenttien, magneettikenttien ja painovoimakenttien ominaisuuksia. Gaussin sähkökenttiä koskevassa laissa todetaan, että minkä tahansa suljetun pinnan läpi kulkeva sähkövirta on verrannollinen pinnan ympäröimään sähkövaraukseen. Se voidaan ilmaista muodossa ∅ = Q / ε 0, jossa φ on pinnan ylittävä kokonaissähkövirta, Q on pinnan sulkema varaus ja ε 0on dielektrinen vakio. Tämän käsitteen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä käsite sähkövirta. Sähkövirta pinnan yli on pinnan läpi kulkevan sähkökenttäjohdon määrän mittaus. Tämä on suoraan verrannollinen sähkökentän viivojen määrään pinnan yli. Gaussin laki magneettikentille on erittäin tärkeä laki. Gaussin magneettikenttiä koskevan lain mukaan koko magneettivuo minkä tahansa suljetun pinnan yli on nolla. Tämä johtuu siitä, että magneettisia monopoleja ei ole olemassa. Magneettinavat ovat vain dipoleina. Kaikilla suljetuilla pinnoilla magneettinen nettopolaarisuus on nolla. Siksi magneettivuo minkä tahansa suljetun pinnan päällä on nolla.
Coulombin laki
Coulombin laki on laki, joka kuvaa sähköisesti varautuneiden hiukkasten vuorovaikutusta. Siinä todetaan, että kahden sähköisesti varautuneen hiukkasen välinen voima on verrannollinen varauksiin ja kääntäen verrannollinen kahden hiukkasen välisen etäisyyden neliöön. Tämä voidaan ilmaista yhtälöllä F = Q 1 Q 2 / 4πr 2 ε 0, jossa Q 1 ja Q2 ovat hiukkasten varauksia, r on kahden varauksen välinen etäisyys ja e 0 on vapaan tilan dielektrisyysvakio. Jos tämä yhtälö on määritelty muulle väliaineelle kuin vapaalle tilalle, ε 0tulisi korvata ε: llä, jossa ε on väliaineen dielektrisyysvakio. Jos näillä varauksilla olisi sama merkki, F olisi positiivinen arvo. Tämä tarkoittaa, että nämä kaksi maksua karkottavat toisiaan. Jos näillä kahdella varauksella on eri merkkejä, F: stä tulee negatiivinen arvo; siten kuvaamalla kahden maksun välistä vetovoimaa.
Mikä on ero Coulombin lain ja Gaussin lain välillä?
• Coulombin laki kuvaa kahden varauksen välistä vuorovaikutusta, kun taas Gaussin laki kuvaa sulamispinnan yli tapahtuvaa virtausta pinnan sisällä olevasta ominaisuudesta.
• Coulombin lakia sovelletaan vain sähkökenttiin, kun taas Gaussin lakia sovelletaan sähkökenttiin, magneettikenttiin ja painovoimakenttiin.
