Forskellen mellem Gauss-loven og Coulomb-loven

Gauss Law vs Coulomb Law

Gauss's lov og Coulombs lov er to meget vigtige love, der anvendes i elektromagnetisk feltteori. Dette er to af de mest grundlæggende love, der fører til udviklingen af ​​det elektromagnetiske felt. Disse love sammen med Ampere's lov fører til Maxwells ligninger. Maxwells ligninger er et sæt af fire ligninger, der kan beskrive ethvert fænomen i elektromagnetisk teori. En grundig forståelse af disse to love kræves for at forstå teorierne om elektromagnetisme fuldt ud. I denne artikel skal vi diskutere, hvad Gauss's lov og Coulombs lov er, deres anvendelser, definitionerne, lighederne mellem disse to og endelig forskellene mellem Gauss's lov og Coulombs lov.

Gauss's Law

Gauss's lov er en meget vigtig lov, der beskriver egenskaberne ved elektriske felter, magnetiske felter og gravitationsfelter. I Gauss's lov om elektriske felter hedder det, at den elektriske strømning gennem enhver lukket overflade er proportional med den elektriske ladning, der er lukket af overfladen. Det kan udtrykkes som ∅ = Q / ε₀ hvor φ er den samlede elektriske flux over overfladen, er Q den ladning, der er lukket af overfladen, og ε₀ er den dielektriske konstant. For at forstå dette koncept skal man først forstå begrebet elektrisk flux. Den elektriske flux over en overflade er en måling af antallet af elektriske feltlinjer, der passerer gennem en overflade. Dette er direkte proportionalt med antallet af elektriske feltlinjer over overfladen. Gauss-loven for magnetfelterne er en meget vigtig lov. Gauss's lov om magnetiske felter siger, at den samlede magnetiske flux over enhver lukket overflade er nul. Dette skyldes, at magnetiske monopoler ikke findes. Magnetpoler findes kun som dipoler. I en hvilken som helst given lukket overflade er den magnetiske nettopolaritet nul. Derfor er magnetfluxen over enhver lukket overflade nul.

Coulombs lov

Coulombs lov er en lov, der beskriver samspillet mellem elektrisk ladede partikler. Dette siger, at kraften mellem to elektrisk ladede partikler er proportional med ladningerne og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem de to partikler. Dette kan udtrykkes ved hjælp af ligningen F = Q₁Q₂/ 4πr²ε₀ hvor Q₁ og Q2 er partiklernes ladninger, r er afstanden mellem de to ladninger, og ε₀ er den dielektriske konstant i frit rum. Hvis denne ligning er defineret for et andet medium end frit rum, ε₀ bør erstattes med ε, hvor ε er mediets dielektriske konstant. Hvis disse afgifter var af samme tegn, ville F være en positiv værdi. Dette betyder, at de to anklager afviser hinanden. Hvis disse to afgifter er af forskellige tegn, bliver F en negativ værdi; således beskriver en attraktion mellem de to ladninger.