Ontola > Fyzika > diskuze
| Nahlásit

Co je tok elektrické intenzity?

Zdravím. Pokoušel jsem se přečíst si něco o van de Graaffovu generátoru a narazil jsem na pojem 'tok elektrické intenzity' (http://cs.wikipedia.org/wiki/Van_de_Graaff%C5%AFv_gener%C3%A1tor - tam na tom prostředním obrázku, prý je tam tok nulový-tomu také nerozumím). Přečetl jsem si i něco na internetu, ale nechápu pořát co to je. Prosím, vysvětlete stručně co to je.
Témata: fyzika

5 reakcí

| Nahlásit
Intenzita elektrického pole je vektor (v každém bodě prostoru má směr, velikost a a orientaci), který charakterizuje směr a sílu toho pole.

Když si představíš nějakou uzavřenou plochu (třeba kulovou) v prostoru, kde nějaké to elektrické pole je, a přes celý její povrch (v každém bodě) tyhle vektory posečítáš (ve vyšší matematice se tomu říká plošný integrál), vyjde ti právě ten tok intenzity - je to jakási míra toho, jak moc se to pole "tlačí" z toho uzavřeného kusu prostoru ven. Je to vlastně třetí Maxwellova rovnice (cs.wikipedia.org/wiki/Maxwellovy_rovnice) a ta praví, že když uvnitř té uzavřené plochy není žádný náboj, musí vždycky vyjít nula - ven z toho prostoru se "v elektrickém smyslu" netlačí nic.

Platí to bez ohledu na tvar té plochy a rozložení nábojů okolo ní. Zní to celkem logicky - když uvnitř není žádný náboj, tak všechny siločáry elektrického pole, které z okolí "vtečou" dovnitř, musí zase někde vytéct ven - celkový tok intenzity pole je nula. Jestli uvnitř nějaký náboj je, pak ten součet/integrál (=tok intenzity pole) je roven velikosti toho náboje.

Jen tak pro zajímavost - podobný vztah (4. Maxwellova rovnice), platí i pro intenzitu magnetického pole, ale tam je ten tok VŽDYCKY nulový, protože neexistují (tedy alespoň zatím nebyly pozorovány) samostatné částice s magnetickým "nábojem".
| Nahlásit
Podbné vysvětlení jsem už četl. Pořát tomu nerozumím, ale chaba je ve mě :) Moc prosím objasněte mi pár věcí: 1)Pole se nějakým způsobem 'tlačí' z uzavřené roviny ven.- Jakým směrem se tlačí(ven kolmo z pobrchu/rozpíná se do stran...)? 2)Počítej vektory procházející plošinkou: mám počítat 'množství' těch vektorů(jako jednotlivých šipek), a nebo mám počítat velikost(např síly/rychlosti, vtomto případě elektrické síly), jakou vektory ukazují? 3)Rovina je dvojrozměrná, ale mluví se, jako by byla 3rozměrná-jak se tedy může něco ve 3D prostoru tlačit do něčeho a z něčeho, co nemá žádný objem, a jak uvnitř toho může být nějaký náboj? 4)Mám posčítat vektory - v pravo je kladný náboj, vlevo je záporný náboj, mezi ně šoupnu plošinku a počítám. Všechny vektory vedou např kolmo skrze plošinku. Všechny ukazují například doleva. 'Uvnitř' plošinky žádný náboj není-mělo by to vyjít nula. Ať počítám jak počítám, počet vektorů procházejících ploškou není nikdy nula a velikost elektrické síly také ne. :'( 5)Konkrétní příklad: cs.wikipedia.org/wiki/Maxwellovy_rovnice - text pod prostředním obrázkem... Jakto, že se tok e.i. nezmění?
Prosím, mějte se mnou ještě trpělivost a vysvětlete mi všech těchto 5 bodů. :)
| Nahlásit
jo počkat... ta plocha neni kruhová, ale je kulová? jako povrch koule? :D to mění situaci
| Nahlásit
já myslel že uzavřená plocha je rovná plocha okolo 'uzavřená' kružnicí-kruh. Tak to se Jindřichu omlouam a směju se sám sobě :D
| Nahlásit
jj, přesně tak. Představ si to třeba uvnitř nafukovacího balonku, třeba nějakého roztodivného tvaru.

Omlouvat se nemáš zač - já mám naopak radost, že se tu zase našel jeden tazatel, který nelení přemýšlet a sám se snaží dobrat (a dobere) poznání. Zasmát se sám sobě ovšem nikdy neuškodí, taky se o to občas snažím :-)

Ad 1:
To že se to pole někam cpe, je potřeba brát jen jako příměr, důležitý je ten součet přes plochu, což je:

Ad 2:
Nevím, jak moc jsi slyšel o plošných integrálech... Přiblížit se to dá asi takhle. Tu plochu si celou pomyslně rozdělíš na spoustu malých dílků - tak malých, že na každém z nich se ten vektor pole mění už tak málo, že ho můžeš zhruba považovat za konstantní. Když pak pro každý dílek tu jeho konstantní velikost vektoru vynásobíš plochou toho dílku a všechno sečteš, dostaneš přibližně ten hledaný tok intenzity pole celou plochou. Když pak jdeš ještě dál a dílky zmenšuješ limitně k nule (velikost dílku se nule neomezeně blíží, ale "čistá" nula to nikdy nebude - asi jako se graf hyperboly blíží k osám, ale nikdy se jich nedotkne) budou se i ty dílčí součiny blížit nule, ale zase jich budeš sčítat skoro nekonečně mnoho. Takže výsledek bude nakonec nějaká konečná hodnota, tentokrát už ne přibližná, ale přesná. Jak se to opravdu prakticky počítá, to už je ale na pár semestrů vyšší matematiky...

A ten zbytek, sis vlastně už vybádal sám, jestli se nepletu :-)

P.S.: Ta citovaná Maxwellova rovnice ve skutečnosti neintegruje intenzitu pole ale elektrickou indukci, což je intenzita pole vynásobená konstantou (permitivitou vakua). Takže ta úměra s nábojem platí i tak, jen v jiném "měřítku".
 Anonym
Odpovídat lze i bez registrace. Dodržujte pravidla Ontoly
Vložit: Obrázek