Закон на Гаус срещу Закон на Кулон
Законът на Гаус и законът на Кулон са два много важни закона, използвани в теорията на електромагнитното поле. Това са два от най-фундаменталните закони, които водят до развитието на електромагнитното поле. Тези закони, заедно със закона на Ампер, водят до уравненията на Максуел. Уравненията на Максуел са набор от четири уравнения, които могат да опишат всяко явление в електромагнитната теория. Необходимо е задълбочено разбиране на тези два закона, за да се разберат напълно теориите за електромагнетизма. В тази статия ще обсъдим какво представляват законът на Гаус и законът на Кулон, техните приложения, определенията, приликите между тези две и накрая разликите между закона на Гаус и закона на Кулон.
Законът на Гаус
Законът на Гаус е много важен закон, който описва свойствата на електрическите полета, магнитните полета и гравитационните полета. Законът на Гаус за електрическите полета гласи, че електрическият поток през която и да е затворена повърхност е пропорционален на електрическия заряд, затворен от повърхността. Може да се изрази като ∅ = Q / ε 0, където φ е общият електрически поток над повърхността, Q е зарядът, затворен от повърхността, и ε 0е диелектричната константа. За да разберем тази концепция, първо трябва да разберем концепцията за електрическия поток. Електрическият поток над повърхността е измерване на броя на линията на електрическото поле, преминаващо през повърхността. Това е право пропорционално на броя на линиите на електрическото поле по повърхността. Законът на Гаус за магнитните полета е много важен закон. Законът на Гаус за магнитните полета гласи, че общият магнитен поток върху която и да е затворена повърхност е нула. Това е така, защото магнитни монополи не съществуват. Магнитните полюси съществуват само като диполи. Във всяка дадена затворена повърхност нетната магнитна полярност е нула. Следователно магнитният поток върху която и да е затворена повърхност е нула.
Законът на Кулон
Законът на Кулон е закон, описващ взаимодействията между електрически заредени частици. Това гласи, че силата между две електрически заредени частици е пропорционална на зарядите и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между двете частици. Това може да се изрази с помощта на уравнението F = Q 1 Q 2 / 4πr 2 ε 0, където Q 1 и Q2 са зарядите на частиците, r е разстоянието между двата заряда, а ε 0 е диелектричната константа на свободното пространство. Ако това уравнение е дефинирано за среда, различна от свободно пространство, ε 0трябва да се замени с ε, където ε е диелектричната константа на средата. Ако тези заряди бяха от един и същ знак, F щеше да бъде положителна стойност. Това означава, че двете обвинения се отблъскват. Ако тези два заряда са с различни знаци, F става отрицателна стойност; по този начин, описвайки привличане между двата заряда.
Каква е разликата между закона на Кулон и закона на Гаус?
• Законът на Кулон описва взаимодействията между два заряда, докато законът на Гаус описва потока върху затворена повърхност от свойството, затворено вътре в повърхността.
• Законът на Кулон е приложим само за електрически полета, докато законът на Гаус е приложим за електрически полета, магнитни полета и гравитационни полета.
