Gauss Law vs Coulomb Law
Gauss lag och Coulombs lag är två mycket viktiga lagar som används i teorin om elektromagnetiska fält. Dessa är två av de mest grundläggande lagarna som leder till utvecklingen av det elektromagnetiska fältet. Dessa lagar, tillsammans med Amperes lag, leder till Maxwells ekvationer. Maxwells ekvationer är en uppsättning av fyra ekvationer som kan beskriva vilket fenomen som helst inom elektromagnetisk teori. En grundlig förståelse av dessa två lagar krävs för att förstå teorierna om elektromagnetism fullt ut. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad Gauss lag och Coulombs lag är, deras tillämpningar, definitionerna, likheterna mellan dessa två och slutligen skillnaderna mellan Gauss lag och Coulombs lag.
Gauss' lag
Gauss lag är en mycket viktig lag som beskriver egenskaperna hos elektriska fält, magnetfält och gravitationsfält. Gauss lag för elektriska fält säger att det elektriska flödet genom en stängd yta är proportionell mot den elektriska laddningen som omsluts av ytan. Det kan uttryckas som ∅=Q/ε0 där φ är det totala elektriska flödet över ytan, Q är laddningen som omsluts av ytan och ε0är dielektricitetskonstanten. För att förstå detta koncept måste man först förstå begreppet elektriskt flöde. Det elektriska flödet över en yta är ett mått på antalet elektriska fältlinjer som passerar genom en yta. Detta är direkt proportionellt mot antalet elektriska fältlinjer över ytan. Gauss lag för magnetfälten är en mycket viktig lag. Gauss lag för magnetfält säger att det totala magnetiska flödet över en stängd yta är noll. Detta beror på att magnetiska monopoler inte existerar. Magnetiska poler existerar bara som dipoler. I varje given sluten yta är den magnetiska nettopolariteten noll. Därför är det magnetiska flödet över valfri stängd yta noll.
Coulombs lag
Coulombs lag är en lag som beskriver växelverkan mellan elektriskt laddade partiklar. Detta anger att kraften mellan två elektriskt laddade partiklar är proportionell mot laddningarna och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan de två partiklarna. Detta kan uttryckas med ekvationen F=Q1Q2/ 4πr2ε 0 där Q1 och Q2är laddningarna för partiklarna, r är avståndet mellan de två laddningarna och ε0är den dielektriska konstanten för ledigt utrymme. Om denna ekvation är definierad för ett annat medium än ledigt utrymme, bör ε0 ersättas med ε, där ε är mediets dielektriska konstant. Om dessa laddningar hade samma tecken skulle F vara ett positivt värde. Det betyder att de två laddningarna stöter bort varandra. Om dessa två laddningar har olika tecken, blir F ett negativt värde; sålunda beskriver en attraktion mellan de två laddningarna.
Vad är skillnaden mellan Coulombs lag och Gauss lag?
• Coulombs lag beskriver växelverkan mellan två laddningar medan Gauss lag beskriver flödet över en sluten yta från fastigheten innesluten inuti ytan.
• Coulombs lag är endast tillämplig på elektriska fält medan Gauss lag är tillämplig på elektriska fält, magnetiska fält och gravitationsfält.
