فرمول میدان الکتریکی فیزیک یازدهم

بار الکتریکی در اطراف خود خاصیتی ایجاد می کند که به آن میدان الکتریکی گفته می‌شود ، طبق قرارداد کتاب درسی فیزیک یازدهم خطوط میدان از بار الکتریکی مثبت به سمت بیرون خارج می‌شود و در بار الکتریکی منفی خطوط میدان به سمت داخل میدان خواهد بود.

فرمول میدان الکتریکی ذره باردار

در فاصلۀ r از یک ذرۀ باردار با بار q ، بزرگی میدان الکتریکی از رابطۀ زیر به‌دست می‌آید

$$E=\frac{Kq}{r^2}$$

در فرمول بالا منظور از

• E بزرگی میدان الکتریکی است که بر حسب نیوتون بر کولن یا ولت بر متر محاسبه می‌شود.
• K عدد ثابت 10⁹×9 است
• q بار الکتریکی است که واحد آن بر حسب کولن است
• r فاصله برحسب متر است

با توجه به رابطۀ فوق، بزرگی میدان الکتریکی در اطراف ذرۀ باردار q با اندازۀ بار q نسبت مستقیم و با مجذور فاصله از آن نسبت وارون دارد. دقت شود که جهت بردار میدان E در نقطۀ A که در شکل زیر نشان داده شده است، در همان جهت نیروی الکتریکی
وارد بر بار مثبت آزمونی است که به‌طور ذهنی در نقطۀ A می‌گذاریم.

برای رسم بردار میدان در نقطۀ M نشان داده شده در شکل زیر، بار آزمونی را در آن نقطه فرض می‌کنیم. چون بار q منفی است، بار آزمون مثبت فرضی را جذب می‌کند، بنابراین میدان بار الکتریکی q −در نقطۀ M در جهت همین نیرو می‌باشد که در شکل زیر نشان داده شده است:

مثال از میدان الکتریکی

مثال) میدان الکتریکی حاصل از یک بار 2 میکروکولنی در فاصله 3 سانتی متری از این بار چقدر است؟( K=9×10⁹ N.m²/c²)

برای پاسخ به این سوال ابتدا باید تبدیل واحدهای مربوط به این فصل را به درستی بلد باشیم که آموزش آن به صورت مجزا ساخته شده است. باقی مراحل سوال فقط جاگذاری در فرمول است.

$$\left\{\begin{array}{c}k=9\times {10}^{9}N.m^2/c^2\\ q=2\mu c=2\times {10}^{-6}c\\ r=3cm=3\times {10}^{-2}m\end{array}\right.\to E=\frac{9\times {10}^9\times 2\times {10}^{-6}}{{(3\times {10}^{-2})}^2}=2\times {10}^7\frac{N}{c}$$