Gauss Law vs Coulomb Law
Gauss lov og Coulombs lov er to meget vigtige love, der bruges i teori om elektromagnetiske felter. Disse er to af de mest fundamentale love, som fører til udviklingen af det elektromagnetiske felt. Disse love, sammen med Amperes lov, fører til Maxwells ligninger. Maxwells ligninger er et sæt af fire ligninger, der kan beskrive ethvert fænomen i elektromagnetisk teori. En grundig forståelse af disse to love er påkrævet for at forstå teorierne om elektromagnetisme fuldt ud. I denne artikel skal vi diskutere, hvad Gauss lov og Coulombs lov er, deres anvendelser, definitionerne, lighederne mellem disse to og endelig forskellene mellem Gauss lov og Coulombs lov.
Gauss' lov
Gauss’ lov er en meget vigtig lov, der beskriver egenskaberne af elektriske felter, magnetiske felter og gravitationsfelter. Gauss' lov for elektriske felter siger, at den elektriske flux gennem enhver lukket overflade er proportional med den elektriske ladning, der er omsluttet af overfladen. Det kan udtrykkes som ∅=Q/ε0 hvor φ er den samlede elektriske flux over overfladen, Q er ladningen omsluttet af overfladen, og ε0er den dielektriske konstant. For at forstå dette koncept skal man først forstå begrebet elektrisk flux. Den elektriske flux over en overflade er en måling af antallet af elektriske feltlinjer, der passerer gennem en overflade. Dette er direkte proportion alt med antallet af elektriske feltlinjer på tværs af overfladen. Gauss’ lov for magnetfelterne er en meget vigtig lov. Gauss' lov for magnetiske felter siger, at den totale magnetiske flux over enhver lukket overflade er nul. Dette skyldes, at magnetiske monopoler ikke eksisterer. Magnetiske poler eksisterer kun som dipoler. I enhver given lukket overflade er den magnetiske nettopolaritet nul. Derfor er den magnetiske flux over enhver lukket overflade nul.
Coulombs lov
Coulombs lov er en lov, der beskriver vekselvirkningerne mellem elektrisk ladede partikler. Dette angiver, at kraften mellem to elektrisk ladede partikler er proportional med ladningerne og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem de to partikler. Dette kan udtrykkes ved hjælp af ligningen F=Q1Q2/ 4πr2ε 0 hvor Q1 og Q2er partiklernes ladninger, r er afstanden mellem de to ladninger, og ε0er den dielektriske konstant for ledigt rum. Hvis denne ligning er defineret for et andet medium end frit rum, skal ε0 erstattes med ε, hvor ε er mediets dielektriske konstant. Hvis disse ladninger var af samme fortegn, ville F være en positiv værdi. Det betyder, at de to ladninger frastøder hinanden. Hvis disse to ladninger har forskellige fortegn, bliver F en negativ værdi; beskriver således en tiltrækning mellem de to ladninger.
Hvad er forskellen mellem Coulombs lov og Gauss' lov?
• Coulombs lov beskriver vekselvirkningerne mellem to ladninger, mens Gauss' lov beskriver fluxen over en lukket overflade fra ejendommen indesluttet inde i overfladen.
• Coulombs lov gælder kun for elektriske felter, mens Gauss' lov gælder for elektriske felter, magnetiske felter og gravitationsfelter.
