Elektrik sahəsi elektrik yükünün ətrafındakı bir qüvvənin digər yüklər tərəfindən məruz qaldığı bir bölgədir. Bu sahə vektor sahəsidir, yəni onun həm böyüklüyü, həm də istiqaməti var. Elektrik sahələri elektrostatikanın öyrənilməsində əsasdır və yüklərin bir-biri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğuna dair tənqidi fikirlər verir. Bu qarşılıqlı təsirlər fizika və mühəndislikdə bir çox hadisələrin təməl daşıdır.
Elektrik sahələri elektrik yükləri və ya dəyişən maqnit sahələri tərəfindən yaradılır. Kosmosda bir nöqtədə elektrik sahəsinin gücü \(E\) həmin nöqtəyə yerləşdirilmiş kiçik müsbət sınaq yükünün vahid yükə düşən \(q\) \(F\) qüvvəsi kimi müəyyən edilir və riyazi olaraq belə ifadə edilir: \( E = \frac{F}{q} \) Sahənin istiqaməti sahəyə yerləşdirildiyi təqdirdə müsbət sınaq yükünün keçəcəyi qüvvənin istiqamətidir.
Yükdən \(Q\) məsafədə olan \(r\) nöqtə yükünün yaratdığı elektrik sahəsi Kulon qanunu ilə verilir: \( E = \frac{kQ}{r^2} \) burada \(k\) Kulon sabiti \(8.987 \times 10^9\, \textrm{N m}^2/\textrm{C}^2\) , \(Q\) yükün böyüklüyüdür və \(r\) yükdən sahənin hesablandığı nöqtəyə qədər olan məsafədir. Sahənin istiqaməti radialdır və \(Q\) müsbət olduqda yükdən uzaq, \(Q\) mənfi olduqda yükə doğrudur.
Elektrik sahəsi xətləri elə çəkilmiş xəyali xətlərdir ki, onların istənilən nöqtədə istiqaməti həmin nöqtədəki sahənin istiqaməti ilə eyni olsun. Onlar elektrik sahələrini vizuallaşdırmaq üçün bir yol təqdim edirlər. Elektrik sahəsinin xətlərinin çəkilməsi qaydaları aşağıdakılardır:
İki nöqtə yükü arasındakı elektrik sahəsi ilə məşğul olduqda, bir nöqtədəki xalis elektrik sahəsi hər bir yükün müstəqil olaraq yaratdığı sahələrin vektor cəmidir. Eyni işarəli yüklər üçün sahə xətləri bir-birini itələyir, əks yüklər üçün isə xətlər müsbət yükdən mənfi yükə doğru yönəldilir, bu da cazibəni göstərir.
Vahid elektrik sahəsi, sahənin hər bir nöqtəsində sahənin gücünün eyni olduğu bir sahədir. Bu adətən paralel, bərabər məsafəli xətlərlə təmsil olunur. Vahid elektrik sahəsinin ümumi nümunəsi, əks yüklü iki böyük paralel keçirici plitə arasındakı sahədir. Vahid elektrik sahəsində sahənin gücünü belə hesablamaq olar: \( E = \frac{V}{d} \) burada \(V\) plitələr arasındakı potensial fərqdir və \(d\) ayıran məsafədir. onlar.
Elektrik dipolu kiçik məsafə ilə ayrılmış iki bərabər və əks yükdən ibarətdir. Dipol üçün sahə nümunəsi müsbət yükdən başlayan və mənfi yüklə bitən xətləri göstərir. Dipolun xaricindəki xətlər böyük məsafələrdəki tək yükün xətlərinə bənzəyir, lakin yüklər arasındakı bölgədə xətlər mənfi yükə doğru əyilməzdən əvvəl xaricə əyilən fərqli bir model nümayiş etdirir. Bu nümunə dipol ətrafında elektrik sahəsinin qeyri-bərabər təbiətini göstərir.
Elektrik sahəsinin nümunələrini başa düşmək müxtəlif elektrik və elektron cihazların layihələndirilməsi və təhlili üçün vacibdir. Vahid elektrik sahələri olan kondansatörlərin sadə dizaynından tutmuş yarımkeçirici cihazlarda onların işləməsi üçün elektrik sahəsinin nümunələrinə nəzarətin vacib olduğu mürəkkəb strukturlara qədər. Bundan əlavə, elektrik sahəsi nümunələri plazma fizikasında, ildırım meydana gəlməsində və hətta elektrik sahələrinin sinir siqnalının ötürülməsində istifadə edildiyi bioloji sistemlərdə hadisələri başa düşməyə kömək edir.
Elektrik sahəsinin nümunələrini vizuallaşdırmaq üçün ümumi təcrübələrdən biri elektrik təchizatı ilə əlaqəli iki elektrod arasında keçirici kağız yerləşdirmək və kağıza likopodium tozunu səpməkdir. Gərginlik tətbiq edildikdə, toz elektrik sahəsi xətləri boyunca düzülür və nümunələri birbaşa müşahidə etməyə imkan verir. Bu təcrübə elektrik sahəsinin xətlərinin və naxışlarının prinsiplərini hiss olunan şəkildə nümayiş etdirir.
Elektrik sahəsinin nümunələri yüklü hissəciklər arasındakı qarşılıqlı əlaqəni başa düşmək üçün vizual və riyazi çərçivə təmin edir. İstər vahid elektrik sahəsindəki yükə təsir edən qüvvənin hesablanması, istərsə də dipol sahələrində mürəkkəb nümunələrin təhlili olsun, elektrik sahələri və onların nümunələri anlayışı bütövlükdə elektrostatikanın və elektromaqnetizmin öyrənilməsində təməl daşıdır.
