Gauss-törvény vs Coulomb-törvény
Gauss-törvény és Coulomb-törvény az elektromágneses térelméletben használt két nagyon fontos törvény. Ez a két legalapvetőbb törvény, amelyek az elektromágneses tér fejlődéséhez vezetnek. Ezek a törvények, Ampere törvényével együtt, Maxwell egyenleteihez vezetnek. Maxwell-egyenletek négy egyenletből állnak, amelyek leírhatják az elektromágneses elmélet bármely jelenségét. Az elektromágnesesség elméleteinek teljes megértéséhez e két törvény alapos megértése szükséges. Ebben a cikkben azt fogjuk megvitatni, hogy mi a Gauss-törvény és Coulomb-törvény, azok alkalmazása, a meghatározások, a kettő közötti hasonlóság, végül a Gauss-törvény és a Coulomb-törvény közötti különbségek.
Gauss-törvény
A Gauss-törvény nagyon fontos törvény, amely leírja az elektromos mezők, a mágneses mezők és a gravitációs mezők tulajdonságait. Az elektromos mezőkre vonatkozó Gauss-törvény kimondja, hogy bármely zárt felületen átáramló elektromos áram arányos a felület által bezárt elektromos töltéssel. Kifejezhet as = Q / ε 0, ahol φ a teljes elektromos fluxus a felszínen, Q a felület által bezárt töltés, és ε 0a dielektromos állandó. Ennek a koncepciónak a megértéséhez először meg kell értenünk az elektromos fluxus fogalmát. A felületen lévő elektromos fluxus a felületen áthaladó elektromos mezővezeték számának a mérése. Ez egyenesen arányos a felszínen lévő elektromos mező vonalak számával. A mágneses mezőkre vonatkozó Gaus-törvény nagyon fontos törvény. A mágneses mezőkre vonatkozó Gaus-törvény kimondja, hogy a teljes mágneses fluxus bármely zárt felületen nulla. Ennek oka, hogy mágneses monopólusok nem léteznek. A mágneses pólusok csak dipólusként léteznek. Bármely adott zárt felületen a nettó mágneses polaritás nulla. Ezért a mágneses fluxus bármely zárt felületen nulla.
Coulomb-törvény
Coulomb-törvény az elektromosan töltött részecskék közötti kölcsönhatásokat leíró törvény. Ez azt állítja, hogy a két elektromosan töltött részecske közötti erő arányos a töltésekkel és fordítottan arányos a két részecske közötti távolság négyzetével. Ezt az F = Q 1 Q 2 / 4πr 2 ε 0 egyenlet segítségével fejezhetjük ki, ahol Q 1 és Q2 a részecskék töltése, r a két töltés közötti távolság, és ε 0 a szabad tér dielektromos állandója. Ha ezt az egyenletet a szabad tértől eltérő közegre definiáljuk, akkor ε 0helyettesíteni kell ε-vel, ahol ε a közeg dielektromos állandója. Ha ezek a töltések azonos előjelűek lennének, az F pozitív érték lenne. Ez azt jelenti, hogy a két vád taszítja egymást. Ha ez a két töltés különböző előjelű, az F negatív értékűvé válik; így leírva a két töltés közötti vonzódást.
Mi a különbség Coulomb törvénye és Gauss törvénye között?
• Coulomb törvénye két töltés kölcsönhatását írja le, míg Gauss törvénye a felület belsejében lévő tulajdonságtól a zárt felületen folyó fluxust írja le.
• Coulomb törvénye csak az elektromos mezőkre, míg Gauss törvénye az elektromos, a mágneses és a gravitációs mezőkre alkalmazandó.
