EV00. Kasulikud valemid

Elektrivälja tugevuse definitsioonivalem. Elektrivälja tugevus

E equals F over q,

kus F on laengule q vaadeldavas väljapunktis mõjuv jõud. Elektrivälja tugevus on vektor, mis on alati suunatud antud väljapunkti asetatud positiivsele laengule mõjuva jõu suunas ja arvuliselt võrdne väljapunkti asetatud positiivsele ühiklaengule (1 kulon) mõjuva jõuga.

väljatugevus

Reaalne laeng q on enamasti palju väiksem kui 1 kulon.

Punktlaengule mõjuv jõud. Elektriväljas asetsevale punktlaengule q mõjuv jõud on seega (eelmise valemi tõttu)

F equals q E.

Punktlaengu tekitatud elektrivälja tugevus vaakumis. Punktlaengu Q väljatugevus punktis, mis asetseb laengust kaugusel r, on

E equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 end fraction Q over r squared.

Punktlaengu väljatugevus on vektor, mis on alati suunatud laengust antud väljapunkti tõmmatud sirge sihis. Positiivse laengu väli on suunatud laengust eemale, negatiivse laengu väli aga laengu poole.

Suurus epsilon subscript 0 (epsilon – kreeka täht epsilon) eeltoodud valemis on elektrikonstant, mille kaudu saab avaldada Coulomb’i seaduses

F equals k fraction numerator q subscript 1 q subscript 2 over denominator r squared end fraction

esineva võrdeteguri k väärtuse.

SI-süsteemis on  k equals fraction numerator 1 over denominator 4 πε subscript 0 end fraction, kus epsilon subscript 0 equals 8 comma 85 times 10 to the power of negative 12 end exponent fraction numerator C squared over denominator N times m squared end fraction.

Punktlaengu tekitatud välja tugevus keskonnas. Erijuhul, kui laeng paikneb kogu ruumi täitvas homogeenses (=täiesti ühtlases) keskkonnas, arvutatakse väljatugevus valemist

E equals fraction numerator 1 over denominator 4 pi epsilon subscript 0 epsilon end fraction Q over r squared,

kus epsilon on selle keskkonna dielektriline läbitavus.

Elektrivälja tugevus kahe plaadi vahel vaakumis. Elektrivälja tugevus kahe ühesuguse erinimeliselt laetud paralleelse, tasase metallplaadi vahel, kui plaatidevaheline kaugus on oluliselt väiksem plaatide lineaarmõõtmetest, avaldub järgmiselt:

E equals fraction numerator q over denominator epsilon subscript 0 S end fraction,

kus q on ühe plaadi laeng ja S plaadi pindala. Plaatidevaheline väli on homogeenne, plaatidega risti ja suunatud positiivselt laetud plaadi poolt negatiivselt laetud plaadi suunas.

Elektrivälja tugevus kahe plaadi vahel keskkonnas. Erijuhul, kui plaatide vahet täidab homogeenne dielektrik dielektrilise läbitavusega epsilon, avaldub väljatugevus plaatide vahel kujul

E equals fraction numerator q over denominator epsilon subscript 0 epsilon space S end fraction.

Lõpmatu ühtlaselt laetud plaadi elektrivälja tugevus. Juhul kui plaat on väga suur (piirjuhul lõpmatu) ning ühtlaselt laetud, avaldub selle tekitatud elektrivälja tugevus

E equals fraction numerator sigma over denominator 2 epsilon subscript 0 end fraction.

Siin sigma on laengu pindtihedus (=laeng pinnaühiku kohta).