Coulomb-en legea eta eremu elektrikoaren kontzeptuak

Coulomb-en legea

Coulomb-en legearen arabera, bi karga elektriko puntualen arteko indarra kargen biderkaduraren zuzenki proportzionala da eta bien arteko distantziaren karratuaren alderantziz proportzionala. Indarrak elkarren artean erakartzen edo aldarazten dituzte, kargen zeinuaren arabera.

Bi karga ditugu: Q eta q, eta haien arteko distantzia r da. Gainera, K Coulomb-en legearen konstantea da, hutsean duen balioarekin.

Modulua

Konstante dielektrikoa

Coulomb-en legearen konstantea (K) konstante dielektrikoaren edo ingurumenaren permitibitate elektrikoaren (ε) menpe idatz daiteke:

Hutsean

Hutsa ez den beste medio batean

Indar elektrikoen ezaugarriak

Indar elektrikoa urrutiko indarra da; kargak ez badira kontaktuan egon ere, indarra sor daiteke.

• Indarra kargak lotzen dituen lerro zuzenaren norabidekoa da.
• Kargak zeinu berekoak direnean, indarra aldaratzailea da; zeinu kontrakoak direnean, elkarrerakarlea da.
• Beti binaka ageri dira, akzio–erreakzioaren printzipioaren arabera: bi indarrek modulua eta norabidea bera dute, baina noranzkoa kontrakoa izaten da.

Eremu elektrikoa

Eremu elektrikoa geldirik dagoen karga batek espazioan sortzen duen perturbazioa da. Karga guztiek perturbazio bat sortzen dute; bigarren kargak perturbazio hori jasaten duenean, bi kargen arteko elkarrekintzak indar bat eragiten du.

Eremu elektrikoaren intentsitatea puntu bateko definizioarekin: puntu horretan karga positibo unitatea jarriz gero, kargak jasango lukeen indarra da E.

SI sisteman, eremu elektrikoaren intentsitatearen unitatea newton bakoitzeko coulomb (N/C) da.

Karga puntual batek P puntuan sorturiko eremu elektrikoa kalkulatzeko, P puntuan q karga jarriko dugu. Q kargak q kargari egiten dion indarretik abiatuta, Coulomb-en legearen arabera kalkulatzen da.

Q karga puntualak sorturiko eremuaren propietateak

• Erdi zentral-a: eremu zentral bat da; eremuaren intentsitate bektorea beti puntu bereko noranzkora edo puntu beretik aterantz doa, eta intentsitatea urruntzearekin txikitzen da. Noranzkoa kargaren zeinuaren araberakoa da.
• Gainezartzearen printzipioa: karga puntualek puntu batean sortzen duten eremu osoa, karga horietako bakoitzak sortzen dituen eremuak gehituz lortzen da.
• Indar elektrikoaren erlazioa puntu batean: eremu elektrikoaren intentsitatea E den puntuan kokaturiko q kargak jasaten duen indar elektrikoa hau da: F = qE.

Indar lerroak

Eremu elektrikoaren adierazpena egiteko eremu-lerroak edo indar-lerroak erabiltzen dira. Hauek dira bere ezaugarri nagusiak:

• Eremu bektorea indar-lerroarekiko ukitzailea da puntu bakoitzean, eta haien noranzkoa eremuarenaren berdina da.
• Indar lerroak ez dira gurutzatzen.
• Lerro irekiak izan daitezke, infinitura ailegatzen direnak edo infinitutik datozenak, zeinuaren arabera.
• Lerroen dentsitatea eremuaren intentsitatearekin proportzionala da.
• Eremu-lerro zuzena bakarrik dator bat karga positibo baten inguruko ibilbide sinplearekin.