17 Views

Điện trường là gì? Những điều có thể bạn chưa biết về điện trường

Điện trường là một yếu tố quan trọng trong bối cảnh xã hội hiện nay. Tuy nhiên, không phải ai cũng có thể hiểu rõ được điện trường là gì. Chính vì thế, Thợ Sửa Xe sẽ cùng bạn làm rõ những vấn đề, thông tin liên quan đến điện trường trong bài viết ngay sau đây!

Điện trường là gì?

Điện trường là gì? Điện trường là một dạng vật chất bao quanh các điện tích nhỏ hơn. Chúng sẽ tác động lực điện lên trên các điện tích đặt trong nó và tạo ra lực điện trường. Hay hiểu theo cách khác, điện trường chính là trường điện được tạo ra bởi các đường lực điện bao quanh điện tích.

Trong đó, điện trường là một đại lượng có hướng, được biểu diễn thông qua các vectơ cường độ điện trường. Còn cường độ điện trường chỉ được biểu diễn bằng các đường sức điện xung quanh chúng.

dien-truong-la-gi
Hình ảnh mô phỏng điện trường gây ra bởi 1 điện tích

Phương của vectơ cường độ điện trường sẽ luôn trùng với phương tiếp tuyến của đường sức điện. Ngoài ra, phương của loại vecto này cũng sẽ trùng với chiều của đường sức điện trường.

Mặt khác, tập hợp các đường sức điện trường sẽ được gọi là điện phổ.

Xét theo quy mô nguyên tử thì điện trường được hiểu là lực tương tác chính giữa electron và hạt nhân. Đồng thời, cả điện trường  và từ trường đều là các dạng biểu hiện của lực điện từ.

Cường độ điện trường là gì?

Khi tại một điểm xác định, cường độ điện trường được hiểu là đại lượng đặc trưng cho các tác dụng lực của điện trường tại chính điểm đó. Đại lượng này được xác định bằng thương của đại lượng vecto(F) tác dụng lên điện tích dương (q) tại điểm đó: E =  =  (V/m)

Trong đó:

  • E là chính ký hiệu của cường độ điện trường, có đơn vị là V/m.
  • k ≈ 9.10^9 (N.m²/C²)
  • q là độ lớn của điện tích
  • ε chính là ký hiệu của hằng số điện môi trong môi trường
  • r chính là khoảng cách được tính từ điện tích tới điểm ta xét

Vectơ cường độ điện trường

Vì F là một đại lượng vectơ, q là một đại lượng vô hướng, do đó cường độ điện trường (E) cũng sẽ là một đại lượng vectơ.

Cường độ điện trường sẽ được biểu diễn bởi một vectơ gọi là vectơ cường độ điện trường. Từ đó, ta có:

  • Phương và chiều của vectơ cường độ điện trường trùng với phương và chiều của lực điện tác dụng lên điện tích q dương.
  • Chiều dài của vectơ cường độ điện trường sẽ biểu diễn độ lớn của cường độ điện trường theo một tỉ lệ xích nào đó.

Nguyên lý của chồng chất điện trường

Giả sử, ta có hai điện tích điểm lần lượt là Q1 và Q2. Chúng gây ra tại điểm M với hai vecto cường độ điện trường tương ứng là E1 và E2.

Khi đó, nguyên lý chồng chất điện trường sẽ được phát biểu như sau: Các điện trường E1 và E2 sẽ đồng thời tác dụng lực điện lên điện tích q lên M với một cách độc lập với nhau. Bên cạnh đó, cường độ điện trường tại một điểm sẽ bằng tổng của vectơ E1 và vectơ E2.

→ vecto E = vecto E1 + vecto E2

nguyen-ly-chong-chat-dien-truong
Nguyên lý của chồng chất điện trường theo quy tắc hình bình hành

Các khái niệm khác về điện trường

Điện trường đều là gì?

Điện trường đều là loại điện trường có vecto cường độ điện trường tại mọi điểm có cùng phương, cùng chiều, cùng độ lớn. Khi đó, đường sức điện sẽ được biểu diễn bằng những đường thẳng song song và cách đều.

dien-truong-deu-la-gi
Điện trường đều là điện trường có các vectơ cường độ điện trường song song, cùng hướng và bằng nhau

Điện trường đều sẽ được xuất hiện trong một điện môi đồng chất ở giữa 2 bán kim loại phẳng, song song với nhau và có diện tích bằng nhau nhưng trái dấu.

Điện trường xoáy là gì?

Điện trường xoáy là điện trường được tích điện trái dấu ở 2 bản cực. Do đó, chúng tạo ra một điện trường hướng từ bản âm sang bản dương của tụ.

Loại điện trường này có thể sinh ra năng lượng (thế năng) nên chúng còn được gọi là năng lượng điện trường của tụ điện. Như vậy, ta có thể thấy rằng năng lượng điện trường cũng chính là năng lượng của tụ điện và có công thức là:

W = .C.U² = .Q.U = .

Trong đó:

  • W: là ký hiệu của năng lượng điện trường
  • Q: là ký hiệu của điện tích, có đơn vị là C
  • U: là ký hiệu của hiệu điện thế, có đơn vị là V
  • C: là ký hiệu của điện dung của tụ điện, có đơn vị là mF hoặc F

Điện trường tĩnh là gì?

Điện trường tĩnh là một môi trường thế hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường. Đây còn là đại lượng đặc trưng cho điện trường về khả năng thực hiện công mỗi khi diện tích dịch chuyển giữa hai điểm đó.

dien-truong-tinh-la-gi
Hình ảnh minh họa về điện trường tĩnh

Ngoài ra, cường độ điện trường cũng chính là đại lượng đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực.

Như vậy, bài viết trên đã phần nào giúp bạn hiểu hơn về điện trường là gì rồi phải không? Trên thực tế, điện trường hiện đang được khai thác khá nhiều trong công nghệ điện. Vì thế, để tìm hiểu nhiều thông tin hơn về lĩnh lực này, bạn có thể truy cập và theo dõi các bài viết khác của chúng tôi tại thosuaxe.vn!

17 Views