สนามไฟฟ้าคืออะไร?

สนามไฟฟ้าสามารถถือได้ว่าเป็นทรงกลมของอิทธิพลของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสิ่งใดก็ตามที่มีประจุไฟฟ้าจะส่งผลกระทบและได้รับผลกระทบจากร่างกายที่มีประจุอื่น ๆหากวัตถุที่มีประจุสองตัวถูกวางไว้ใกล้กันอย่างเพียงพอแต่ละชิ้นจะได้สัมผัสกับแรงที่วัดได้สนามนั้นไม่มีที่สิ้นสุดในทางทฤษฎี แต่ขนาดของมันลดลงด้วยระยะทางจากแหล่งที่มาตามกฎหมายสี่เหลี่ยมผกผันซึ่งหมายความว่าหากระยะทางเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าความแข็งแรงของสนามจะถูกแบ่งออกเป็นสี่และในระยะทางสามเท่าความแข็งแรงจะถูกแบ่งออกเป็นเก้าและอื่น ๆดังนั้นสนามจึงมีความสำคัญเล็กน้อยในระยะทางไกล

เนื่องจากประจุไฟฟ้าสามารถเป็นบวกหรือลบสนามไฟฟ้าเป็นสนามเวกเตอร์ซึ่งหมายความว่ามันมีทิศทางและขนาดวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสองชิ้นจะได้สัมผัสกับแรงที่น่ารังเกียจหากพวกเขามีประจุชนิดเดียวกันและแรงที่น่าสนใจหากมีค่าใช้จ่ายประเภทต่าง ๆแรงที่ได้รับจากวัตถุที่มีประจุในสนามไฟฟ้าสามารถคำนวณได้เป็น F ' Eq โดยที่ F คือแรงในนิวตัน E คือสนามไฟฟ้าเป็นโวลต์ต่อเมตร (v/m) และ Q คือประจุในคูลอมบ์สมการนี้สามารถจัดเรียงใหม่เพื่อให้ความแข็งแรงของสนาม, e, ในโวลต์ต่อเมตร: e ' f/qตัวอย่างเหล่านี้ใช้กับวัตถุขนาดเล็กที่มีลักษณะคล้ายจุด;สำหรับร่างกายที่มีความซับซ้อนมากขึ้นหรือมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นการคำนวณมีความซับซ้อนมากขึ้น

ทิศทางของสนามไฟฟ้าหมายถึงทิศทางที่แรงไฟฟ้าจะรู้สึกได้โดยวัตถุที่มีประจุบวกอยู่ในสนามดังนั้นสนามจะชี้ออกไปจากค่าใช้จ่ายในเชิงบวกและไปสู่ค่าใช้จ่ายเชิงลบเนื่องจากค่าใช้จ่ายเหมือนกันและไม่เหมือนค่าใช้จ่ายที่ดึงดูดในกรณีของสองร่างที่มีค่าใช้จ่ายเท่ากันแต่ละคนจะได้สัมผัสกับแรง mdash;คำนวณได้โดยสมการ f ' eq mdash;นำออกไปจากวัตถุอื่นในทางกลับกันสำหรับร่างที่มีประจุตรงข้ามสองตัวแต่ละตัวจะได้สัมผัสกับแรงที่มุ่งไปยังวัตถุอื่น ๆ

สายสนามไฟฟ้าสามารถดึงได้ด้วยลูกศรที่ชี้ออกไปจากประจุบวกและชี้ไปที่ประจุลบดังนั้นวัตถุที่มีประจุบวกจะถูกอธิบายด้วยเส้นสนามที่ชี้ไปจากมันในทุกทิศทางและวัตถุที่มีประจุลบที่มีเส้นสนามที่มาบรรจบกันอย่างไรก็ตามนี่เป็นเพียงการประชุมและไม่ได้ระบุว่ามีสิ่งใดที่ชี้ทางกายภาพในทิศทางเฉพาะ

แนวคิดของสนามไฟฟ้าตามที่อธิบายไว้ข้างต้นเป็นส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ "คลาสสิก"คำอธิบายแบบคลาสสิกทำงานได้ดีสำหรับแอปพลิเคชันประจำวัน แต่ไม่ได้อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นจริงเมื่อวัตถุที่เรียกเก็บเงินดึงดูดหรือขับไล่ซึ่งกันและกันสาขาของทฤษฎีควอนตัมที่รู้จักกันในชื่อควอนตัมอิเล็กโทรด (QED) พยายามทำสิ่งนี้ในแง่ของการแลกเปลี่ยนโฟตอนผู้ให้บริการของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า