Elektromos tér
Az elektromos tér azt írja le, hogyan módosítják a forrástöltések a körülöttük levő teret. Ha E⃗ ismert, bármely próbatöltésre ható erő közvetlenül meghatározható.
A tér a pozitív egységtöltésre jutó erő
Definíció szerint E⃗ = F⃗/q, tehát F⃗ = qE⃗. E⃗ iránya az az irány, amerre egy pozitív próbatöltésre erő hatna. Negatív töltésre az erő ellentétes irányú. SI-egysége N C⁻¹, ami V m⁻¹-rel egyenértékű.
Ponttöltés elektromos tere
E = k|Q|/r²
Ponttöltés esetén E = k|Q|/r², ahol k = 8,9875517923 × 10⁹ N m² C⁻². A távolság kétszerezése a térerősséget a negyedére csökkenti. Q előjele csak az irányt szabja meg.
Ponttöltés terének kalkulátora
Adja meg a forrástöltést és a távolságot; E = k|Q|/r².
Szuperpozíció: a terek vektoriálisan adódnak össze
Több forrás esetén minden töltés terét külön számítjuk ki ugyanabban a pontban, majd a vektorokat komponensenként összeadjuk. Pusztán a nagyságokat csak különleges, egydimenziós helyzetben szabad összegezni.
Hogyan olvassuk az erővonalakat
Az erővonalak szemléltető segédeszközök, nem fizikai szálak. Az érintőjük E⃗ irányát mutatja, a sűrűbb vonalrajz erősebb teret jelez. Két erővonal nem keresztezheti egymást.
Tér, erő és mozgás
Ha E⃗ ismert, F⃗=qE⃗, és elektromos erő dominanciája esetén a⃗=qE⃗/m. Elektrosztatikus egyensúlyban vezető belsejében E=0; különben a szabad töltések tovább mozognának.
Kidolgozott példák
1. Ponttöltés tere
Mekkora a tér 0,20 m-re egy +3,0 nC töltéstől?
Megoldás
E=(8,99×10⁹)(3,0×10⁻⁹)/(0,20)²≈674 N C⁻¹, kifelé mutat.
2. Erő negatív töltésre
−2,0 μC töltés 300 N C⁻¹, kelet felé mutató térben van.
Megoldás
|F|=|q|E=6,0×10⁻⁴ N; a negatív előjel miatt az erő nyugat felé mutat.
3. Két azonos pozitív töltés felezőpontja
Mekkora a nettó tér pontosan középen?
Megoldás
A két azonos nagyságú, ellentétes irányú tér vektoriálisan kioltja egymást: E=0.