Điện trường là gì? Khái niệm, đơn vị đo và công thức tính

Điện trường tồn tại và được sử dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta. Vậy điện trường là gì? Những kiến ​​thức bạn cần biết về điện trường? Mayruaxemini.vn sẽ cung cấp đầy đủ trong bài viết dưới đây!

Điện trường là gì?

Điện trường là môi trường bao quanh điện tích, liên kết với điện tích. Điện trường có tác dụng điện tích lên các điện tích đặt trong nó. Điện trường là đại lượng có hướng và được biểu diễn bằng vectơ cường độ dòng điện. Đường sức điện là hình biểu diễn của dòng điện.

Chúng ta sẽ không thể nhìn thấy điện trường bằng mắt thường. Tuy nhiên, bạn có thể cảm nhận được sự tồn tại của điện trường thông qua các hiện tượng vật lý.

Ví dụ: Đưa quả cầu lại gần quả cầu plasma mang điện tích đứng yên. Bạn sẽ nhận thấy rằng đèn bật sáng. Khoảng cách giữa bóng plasma và bóng đèn càng xa thì độ sáng của bóng đèn càng yếu.

Qua hiện tượng này ta biết có tồn tại điện trường và tác dụng điện trường lên bóng đèn. Kết quả là bóng đèn mới tỏa sáng.

Điện trường tĩnh là gì?

Điện trường tĩnh được hiểu đơn giản là hiệu điện thế giữa hai điểm trong điện trường. Ngoài ra, điện trường tĩnh là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của điện trường khi điện tích chuyển động giữa hai điểm này.

Điện trường đều là gì?

Điện trường đều là dòng điện có cùng độ lớn tại mọi điểm. Các đường sức điện lúc này là những đường thẳng song song và bằng nhau.

Tính chất của điện trường là gì?

Tính chất cơ bản của điện trường là lực điện tác dụng lên điện tích đặt trong nó. Hướng của vectơ cường độ dòng điện được xác định như sau:

Vectơ dòng điện tại một điểm luôn cùng phương, cùng chiều với vectơ lực điện tác dụng lên điện tích dương tại điểm đó trong điện trường.

Bạn nên lưu ý rằng tuyên bố rằng vectơ cùng hướng với vectơ điện tác dụng lên tải là sai. Vì trong nhiều trường hợp có điện tích âm.

Cường độ điện trường là gì?

Cường độ điện trường là đại lượng đặc trưng cho lực do điện trường tác dụng tại điểm đó. Công thức tính cường độ dòng điện là: E = F/q

Ở đó:

• E là ký hiệu cường độ dòng điện
• F là cường độ điện trường tác dụng lên tải
• q là kích thước của điện tích

Đơn vị của cường độ điện trường là Vôn/Mét – kí hiệu V/m

cường độ dòng điện véc tơ là gì?

Vectơ cường độ dòng điện là biểu diễn cường độ dòng điện qua một vectơ cho trước. Các đặc điểm của vectơ cường độ dòng điện là:

• Nó có phương và chiều cùng với lực điện tác dụng lên điện tích thử dương q
• Độ dài của vectơ biểu thị độ lớn cường độ điện trường
• Vectơ cường độ điện trường tại bất kỳ điểm nào của đường sức đều có phương trình là tiếp tuyến tại điểm đó và có phương trùng với phương của các đường sức điện trường.

Nguyên lý chồng chất điện trường

Nguyên lý chồng chất điện trường phát biểu rằng:

Vectơ cường độ điện trường do hệ các điện tích sinh ra bằng tổng các vectơ cường độ điện trường do các điện tích điểm của hệ sinh ra.

Đặc biệt:

Ta có tải trọng tại điểm Q1 và Q2 được cảm ứng lần lượt tại điểm M. Hai vectơ cường độ dòng điện lần lượt là E1, E2. Vectơ điện trường 2 lần lượt tác dụng lên điện tích 1. Vậy cường độ điện trường lúc này sẽ là: E = E1 + E2

Độ lớn của các vectơ cường độ điện trường lúc này sẽ được tính tổng dựa trên quy tắc hình bình hành như sau:

Các dạng bài tập điện trường thường gặp

Có hai dạng bài tập điện trường phổ biến:

Dạng 1: Xác định cường độ điện trường do điện tích gây ra tại một điểm xác định

Giải pháp cho loại vấn đề này là làm theo công thức:

Kích thước E = k(Q/ε.r2)

Ở đó:

• nghĩa là cường độ điện trường
• k = 9.10^9
• q là kích thước của tải
• ε là ký hiệu của hằng số điện môi trong môi trường
• r là khoảng cách từ điện tích đến điểm phải tính cường độ điện trường

Ví dụ: Xác định cường độ điện trường tại điểm M. Biết rằng điện tích Q = 10^-16C, r = 30cm

Giải: Áp dụng công thức: E = k(Q/ε.r2)

Ta có: E = 9.109(10^-16C/1.30^2) = 10^5 V/m

Dạng 2: Tính cường độ điện trường tổng hợp

Công thức tính cường độ điện trường tổng hợp là:

E = E1 + E2 + E3+ … + En

Cách để giải quyết vấn đề này là:

• Vẽ đồ thị vectơ cường độ điện trường tổng hợp
• Xác định độ lớn của lực điện trường tổng hợp theo quy tắc hình bình hành

Ví dụ:

Đáp án về điện trường

Bên cạnh khái niệm điện trường là gì, nhiều bạn đọc cũng có những thắc mắc tương tự như:

Năng lượng điện trường là gì?

Điện trường có thể sinh ra thế năng gọi là năng lượng điện trường.

Công thức tính năng lượng của điện trường là: W = .C.U² = .QU = .Q²/C

Ở đó:

• W là năng lượng của điện trường
• Q là điện tích
• U là điện áp hiện tại
• C là công suất

Cách tính cường độ điện trường tại trung điểm

Để tính cường độ điện trường tại trung điểm, bạn cần áp dụng nguyên lý chồng chất điện trường. Cụ thể các bước giải quyết vấn đề này như sau:

Bước 1: Xác định rõ phương, chiều, độ lớn của vectơ cường độ điện trường tại trung điểm

Bước 2: Vẽ vectơ cường độ điện trường theo quy tắc hình bình hành

Bước 3: Xác định cường độ điện trường qua hình vẽ và rút ra kết luận dựa vào các giả thiết sau:

Khi nào điện trường không được gọi là điện trường đều?

Một điện trường không được coi là điện trường đều khi lực tác dụng lên điện tích thử biến thiên từ điểm này sang điểm khác trong cùng một môi trường.

Mong rằng với những thông tin trên bạn đã nắm rõ điện trường là gì cũng như đơn vị đo, công thức tính và một số vấn đề liên quan. Nếu có thêm thắc mắc, bạn có thể để lại bình luận bên dưới để cùng thảo luận.