Sehemu ya umeme ni eneo karibu na chaji ya umeme ambapo nguvu hupatikana na malipo mengine. Sehemu hii ni uwanja wa vekta, ikimaanisha kuwa ina ukubwa na mwelekeo. Sehemu za umeme ni msingi katika utafiti wa takwimu za kielektroniki na hutoa maarifa muhimu kuhusu jinsi gharama zinavyoingiliana. Mwingiliano huu ndio msingi wa matukio mengi katika fizikia na uhandisi.
Mashamba ya umeme yanaundwa na chaji za umeme au kwa tofauti tofauti za sumaku. Nguvu ya uwanja wa umeme \(E\) katika sehemu ya angani inafafanuliwa kama nguvu \(F\) kwa kila kitengo cha malipo \(q\) inayopatikana kwa chaji chanya kidogo iliyowekwa katika hatua hiyo, iliyoonyeshwa kihisabati kama: \( E = \frac{F}{q} \) Mwelekeo wa sehemu ni mwelekeo wa nguvu ambayo chaji chaji chanya ingepata ikiwa itawekwa kwenye uwanja.
Sehemu ya umeme kutokana na malipo ya uhakika \(Q\) kwa umbali \(r\) kutoka kwa chaji imetolewa na sheria ya Coulomb: \( E = \frac{kQ}{r^2} \) ambapo \(k\) ni ya mara kwa mara ya Coulomb \(8.987 \times 10^9\, \textrm{N m}^2/\textrm{C}^2\) , \(Q\) ni ukubwa wa malipo, na \(r\) ni umbali kutoka kwa chaji hadi mahali ambapo uwanja unakokotolewa. Mwelekeo wa uga ni wa radial na mbali na chaji ikiwa \(Q\) ni chanya na kuelekea chaji ikiwa \(Q\) ni hasi.
Mistari ya uwanja wa umeme ni mistari ya kufikiria inayotolewa kwa njia ambayo mwelekeo wao wakati wowote ni sawa na mwelekeo wa shamba katika hatua hiyo. Wanatoa njia ya kuibua mashamba ya umeme. Sheria za kuchora mistari ya uwanja wa umeme ni kama ifuatavyo.
Wakati wa kushughulika na uwanja wa umeme kati ya malipo ya pointi mbili, uwanja wa umeme wavu kwenye hatua ni jumla ya vector ya mashamba yaliyoundwa na kila malipo kwa kujitegemea. Kwa malipo ya ishara sawa, mistari ya shamba inakataa kila mmoja, wakati kwa malipo ya kinyume, mistari inaelekezwa kutoka kwa chanya hadi chaji hasi, inayoonyesha mvuto.
Sehemu ya umeme inayofanana ni ile ambayo nguvu ya shamba ni sawa katika kila hatua kwenye shamba. Kawaida hii inawakilishwa na mistari inayolingana, iliyo na nafasi sawa. Mfano wa kawaida wa uwanja wa umeme unaofanana ni shamba kati ya sahani mbili kubwa zinazoendesha sambamba na malipo ya kinyume. Nguvu ya uga katika uga sare ya umeme inaweza kuhesabiwa kama: \( E = \frac{V}{d} \) ambapo \(V\) ni tofauti inayoweza kutokea kati ya sahani na \(d\) ni umbali unaotenganisha. yao.
Dipole ya umeme ina malipo mawili sawa na kinyume yaliyotenganishwa na umbali mdogo. Mchoro wa shamba kwa dipole unaonyesha mistari inayoanza kwa malipo chanya na kuishia kwa malipo hasi. Laini zilizo nje ya dipole ni sawa na zile za chaji moja kwa umbali mkubwa, lakini katika eneo kati ya chaji, mistari huonyesha mchoro tofauti ambao hupinda kwa nje kabla ya kujipinda kuelekea chaji hasi. Mchoro huu unaonyesha asili isiyo ya sare ya uwanja wa umeme karibu na dipole.
Kuelewa mifumo ya uwanja wa umeme ni muhimu katika kubuni na kuchambua vifaa anuwai vya umeme na elektroniki. Kutoka kwa muundo rahisi wa capacitors na mashamba ya sare ya umeme kwa miundo tata katika vifaa vya semiconductor ambapo udhibiti wa mifumo ya shamba la umeme ni muhimu kwa uendeshaji wao. Zaidi ya hayo, mifumo ya uwanja wa umeme husaidia katika kuelewa matukio katika fizikia ya plasma, uundaji wa umeme, na hata katika mifumo ya kibayolojia ambapo mashamba ya umeme hutumiwa katika maambukizi ya ishara ya ujasiri.
Ili kuibua mifumo ya uwanja wa umeme, jaribio moja la kawaida ni kuweka karatasi ya conductive kati ya elektrodi mbili zilizounganishwa na usambazaji wa umeme na kunyunyiza poda ya lycopodium kwenye karatasi. Wakati voltage inatumiwa, poda hujipanga yenyewe pamoja na mistari ya shamba la umeme, kuruhusu mwelekeo kuzingatiwa moja kwa moja. Jaribio hili linaonyesha kanuni za mistari ya uwanja wa umeme na mifumo kwa njia inayoonekana.
Mifumo ya uga wa umeme hutoa mfumo wa kuona na hisabati kwa kuelewa mwingiliano kati ya chembe zinazochajiwa. Iwe ni kukokotoa nguvu kwenye chaji katika uwanja sare wa umeme au kuchanganua ruwaza changamano katika sehemu za dipole, dhana ya sehemu za umeme na ruwaza zake ni msingi katika utafiti wa utuaji umeme na sumaku-umeme kwa ujumla.
