Gaussov zakon proti Coulombovemu zakonu
Gaussov zakon in Coulombov zakon sta dva zelo pomembna zakona, ki se uporabljata v teoriji elektromagnetnega polja. To sta dva najbolj temeljna zakona, ki vodita k razvoju elektromagnetnega polja. Ti zakoni, skupaj z Amperovim zakonom, vodijo do Maxwellovih enačb. Maxwellove enačbe so niz štirih enačb, ki lahko opišejo kateri koli pojav v elektromagnetni teoriji. Za popolno razumevanje teorij elektromagnetizma je potrebno temeljito razumevanje teh dveh zakonov. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta Gaussov in Coulombov zakon, njuni uporabi, definicijah, podobnostih med tema dvema in končno o razlikah med Gaussovim in Coulombovim zakonom.
Gaussov zakon
Gaussov zakon je zelo pomemben zakon, ki opisuje lastnosti električnih polj, magnetnih polj in gravitacijskih polj. Gaussov zakon za električna polja pravi, da je električni tok skozi katero koli zaprto površino sorazmeren z električnim nabojem, ki ga obdaja površina. Lahko se izrazi kot ∅=Q/ε0, kjer je φ skupni električni tok na površini, Q je naboj, ki ga obdaja površina, in ε0je dielektrična konstanta. Da bi razumeli ta koncept, moramo najprej razumeti koncept električnega toka. Električni tok čez površino je meritev števila silnic električnega polja, ki poteka skozi površino. To je neposredno sorazmerno s številom silnic električnega polja na površini. Gaussov zakon za magnetna polja je zelo pomemben zakon. Gaussov zakon za magnetna polja pravi, da je skupni magnetni pretok čez katero koli zaprto površino enak nič. To je zato, ker magnetni monopoli ne obstajajo. Magnetni poli obstajajo samo kot dipoli. V kateri koli zaprti površini je neto magnetna polarnost enaka nič. Zato je magnetni pretok čez katero koli zaprto površino enak nič.
Coulombov zakon
Coulombov zakon je zakon, ki opisuje interakcije med električno nabitimi delci. Ta pravi, da je sila med dvema električno nabitima delcema sorazmerna z nabojema in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med obema delcema. To lahko izrazimo z enačbo F=Q1Q2/ 4πr2ε 0, kjer sta Q1 in Q2 naboja delcev, r je razdalja med obema nabojema in ε0je dielektrična konstanta prostega prostora. Če je ta enačba definirana za medij, ki ni prosti prostor, je treba ε0 nadomestiti z ε, kjer je ε dielektrična konstanta medija. Če bi bili ti naboji enakega predznaka, bi bila F pozitivna vrednost. To pomeni, da se oba naboja odbijata. Če sta ta dva naboja različnih predznakov, F postane negativna vrednost; torej opisuje privlačnost med obema nabojema.
Kakšna je razlika med Coulombovim zakonom in Gaussovim zakonom?
• Coulombov zakon opisuje interakcije med dvema nabojema, medtem ko Gaussov zakon opisuje pretok čez zaprto površino iz lastnosti, zaprte znotraj površine.
• Coulombov zakon velja le za električna polja, Gaussov zakon pa za električna polja, magnetna polja in gravitacijska polja.
