Закон на Гаус срещу Закон на Кулон
Законът на Гаус и законът на Кулон 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 на тези два закона, за да се разберат напълно теориите за електромагнетизма. В тази статия ще обсъдим какво представляват законът на Гаус и законът на Кулон, техните приложения, дефинициите, приликите между тях и накрая разликите между закона на Гаус и закона на Кулон.
Закон на Гаус
Законът на Гаус е много важен закон, който описва свойствата на електрическите полета, магнитните полета и гравитационните полета. Законът на Гаус за електрическите полета гласи, че електрическият поток през всяка затворена повърхност е пропорционален на електрическия заряд, обграден от повърхността. Може да се изрази като ∅=Q/ε0, където φ е общият електрически поток върху повърхността, Q е зарядът, обграден от повърхността, и ε0е диелектричната константа. За да разберем тази концепция, първо трябва да разберем концепцията за електрическия поток. Електрическият поток върху повърхност е измерване на броя линии на електрическо поле, преминаващи през повърхност. Това е право пропорционално на броя на линиите на електрическото поле по повърхността. Законът на Гаус за магнитните полета е много важен закон. Законът на Гаус за магнитните полета гласи, че общият магнитен поток върху всяка затворена повърхност е нула. Това е така, защото не съществуват магнитни монополи. Магнитните полюси съществуват само като диполи. Във всяка затворена повърхност чистата магнитна полярност е нула. Следователно магнитният поток над всяка затворена повърхност е нула.
Закон на Кулон
Законът на Кулон е закон, описващ взаимодействията между електрически заредени частици. Това гласи, 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/ 4πr2ε 0 където Q1 и Q2 са зарядите на частиците, r е разстоянието между двата заряда и ε0е диелектричната константа на свободното пространство. Ако това уравнение е дефинирано за среда, различна от свободно пространство, ε0 трябва да се замени с ε, където ε е диелектричната константа на средата. Ако тези заряди бяха с еднакъв знак, F би било положителна стойност. Това означава, че двата заряда се отблъскват взаимно. Ако тези два заряда са с различни знаци, F става отрицателна стойност; по този начин, описвайки привличане между двата заряда.
Каква е разликата между закона на Кулон и закона на Гаус?
• Законът на Кулон описва взаимодействията между два заряда, докато законът на Гаус описва потока върху затворена повърхност от свойството, затворено вътре в повърхността.
• Законът на Кулон е приложим само за електрически полета, докато законът на Гаус е приложим за електрически полета, магнитни полета и гравитационни полета.
