Lahko razložite razlike in podobnosti med električnimi polji magnetnimi polji in gravitacijskimi polji

Med električnimi polji, magnetnimi polji in gravitacijskimi polji obstajajo tako razlike kot podobnosti.

I. Razlike

Različne vire generiranja

Električno polje: Generirano stacionarnimi ali gibljenimi naboji. Na primer, krogla iz metala z pozitivnim nabojem bo generirala električno polje v okolici. Pozitiven naboj bo privabil negativne naboje in odrazil pozitivne naboje v bližini.

Magnetno polje: Generirano gibljenimi naboji (toki) ali stalnimi magneti. Na primer, ravna žica s tokom, ki teče skozi jo, bo generirala krožno magnetno polje okoli nje. Solenoid s tokom, ki teče skozi njega, bo tudi generiral relativno močno magnetno polje.

Gravitacijsko polje: Generirano objekti z maso. Zemlja je obsežen vir gravitacijskih polj. Vsak objekt na Zemlji bo vplivu gravitacijske sile Zemlje.

Različne osnovne lastnosti

Lastnosti sile magnetnega polja: Magnetno polje izvaja silo na gibljeni naboje ali toke. Ta sila se imenuje Lorentzova sila ali Ampèrova sila. Lorentzova sila F=qvB sin #(kjer je q naboj, v hitrost naboja, B moč magnetnega polja in # kot med smerjo hitrosti in smerjo magnetnega polja).

Ampèrova sila F=BIL sin# (kjer je I intenziteta toka in L dolžina vodilca). Smer sile magnetnega polja je povezana s smerjo magnetnega polja in smerjo gibanja (ali smerjo toka) in jo lahko določimo z levo roko.

Lastnosti gravitacije: Gravitacija je komponenta gravitacijske sile med dvema objektoma. Smer gravitacije je vedno navpično navzdol. Velikost gravitacije G= mg (kjer je m masa objekta in g pospešek zaradi gravitacije).

Različne značilnosti polj

Električno polje: Črte električnega polja so navidezne črte, uporabljene za opis smeri in moči električnega polja. Črte električnega polja se začnejo pri pozitivnih nabojev in končajo pri negativnih nabojev ali neskončnosti. Moč električnega polja je vektor, ki odraža moč in smer električnega polja. Na primer, v električnem polju, generiranem z točkovnim nabojem, je moč električnega polja E=kQ/r*r (kjer je k elektrostatika konstanta, Q naboj virnega naboja in r razdalja od virnega naboja).

Magnetno polje: Črte magnetne indukcije so tudi navidezne črte, uporabljene za opis smeri in moči magnetnega polja. Črte magnetne indukcije so zaprti krivulje. Zunanje se začnejo pri N polu in se vrnejo na S pol. Notranje grejo od S pola do N pola. Intenziteta magnetne indukcije je tudi vektor, ki odraža moč in smer magnetnega polja. Na primer, okoli dolge ravne žice s tokom, ki teče skozi jo, je intenziteta magnetne indukcije B=u0I/2Πr (kjer je u0 permeabilnost vakuma, I intenziteta toka in r razdalja od žice).

Gravitacijsko polje: Črte gravitacijskega polja so dejansko smeri gravitacije, vedno kažejo navpično navzdol proti središču Zemlje. Pospešek gravitacije je vektor, ki odraža moč gravitacijskega polja. Vrednost pospeška gravitacije je rahlo različna na različnih lokacijah na površini Zemlje.

II. Podobnosti

Obstajajo v obliki polj

Električna polja, magnetna polja in gravitacijska polja so vsa nevidna in nedotična, toda lahko vse izvajajo sile na objekte v njih. Prenašajo silo preko oblike polj v prostoru brez neposrednega stika s predmeti. Na primer, naboj v električnem polju bo vplivu sile električnega polja, magnet v magnetnem polju bo vplivu sile magnetnega polja in objekt v gravitacijskem polju bo vplivu gravitacijske sile.

Moči polj so vektorji

Moč električnega polja, intenziteta magnetne indukcije in pospešek gravitacije so vse vektorji. Imajo velikost in smer. Pri računanju sile polja na objekt je potrebno upoštevati smer moči polja. Na primer, pri računanju sile električnega polja, sile magnetnega polja in gravitacije je potrebno določiti smer sile glede na smer moči polja in lastnosti objekta.

Sledijo določenim fizikalnim zakonom

Električna polja, magnetna polja in gravitacijska polja vse sledijo nekaterim osnovnim fizikalnim zakonom. Na primer, Coulombov zakon opiše odnos sile električnega polja med dvema točkovnima naboja in naboj in razdaljo; Biot-Savartov zakon opiše odnos med magnetnim poljem, generiranim z elementom toka, in tokom, razdaljo in kotom; zakon univerzalne gravitacije opiše odnos gravitacije med dvema objektoma in maso in razdaljo. Ti zakoni so pomembni temelji fizike in razkrivajo bistvo in delovanje polj.