Разлика между закона на Гаус и кулоновския закон

Закон на Гаус срещу Кулом

Законът на Гаус и законът на Кулом 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. Изисква се задълбочено разбиране в тези два закона, за да се разберат напълно теориите на електромагнетизма. В тази статия ще обсъдим какво са законът на Гаус и законът на Кулом, техните приложения, определенията, приликите между тези два и накрая разликите между закона на Гаус и закона на Куломб.

Закон на Гаус

Законът на Гаус е много важен закон, който описва свойствата на електрическите полета, магнитните и гравитационните полета. Законът на Гаус за електрическите полета гласи, че електрическият поток през всяка затворена повърхност е пропорционален на електрическия заряд, затворен от повърхността. Може да се изрази като ∅ = Q / ε₀ където φ е общият електрически поток над повърхността, Q е зарядът, затворен от повърхността, и ε₀ е диелектричната константа. За да се разбере тази концепция, първо трябва да се разбере концепцията на електрическия поток. Електрическият поток над повърхността е измерване на броя на електрическото поле, минаващо през повърхност. Това е пряко пропорционално на броя на линиите на електрическото поле по цялата повърхност. Законът на Гаус за магнитните полета е много важен закон. Законът на Гаус за магнитни полета гласи, че общият магнитен поток над всяка 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 над всяка затворена повърхност е нула.

Закон на Кулом

Законът на Кулом е закон, описващ взаимодействията между електрически заредени частици. Това казва, 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 = Q₁Q₂/ 4πr²ε₀ където Q₁ и Q2 са зарядите на частиците, r е разстоянието между двата заряда и ε₀ е диелектричната константа на свободното пространство. Ако това уравнение е дефинирано за среда, различна от свободното пространство, ε₀ трябва да бъде заменен с ε, където ε е диелектричната константа на средата. Ако тези такси бяха с еднакъв знак, F би била положителна стойност. Това означава, че двете такси се отблъскват взаимно. Ако тези два заряда са с различни признаци, F става отрицателна стойност; по този начин, описвайки привличането между двете заряди.