Elektrivoog
Kujutage ette, et elektriväli E läbib pinda. Mõelgem, et sellel pinnal on lõpmatult väike pindala (dA), mille ulatuses E jääb konstantseks. Oletame ka, et nurk E ja dA vahel on i. Elektrivool on defineeritud kui EdAcos(i). E ja dA on vektorid. Voog on E ja dA punktproduktsioon. Kasutades täielikku vektoritähendust, on elektrivoog d Φ E {\displaystyle d\Phi _{E}\,} 
läbi väikese ala d A {\displaystyle d\mathbf {A} }
on antud järgmiselt
d Φ E = E ⋅ d A {\displaystyle d\Phi _{E}=\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
Elektrivoog üle pinna S on seega antud pinnaintegraaliga:
Φ E = ∫ S E ⋅ d A {\displaystyle \Phi _{E}=\int _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
kus E on elektriväli ja dA on diferentsiaalpindala pinnal S {\displaystyle S}
, mille suunda määrab väljapoole suunatud pinnanormaalne.
Suletud Gaussi pinna puhul on elektrivoog antud järgmiselt:
Φ E = ∮ S E ⋅ d A = Q S ϵ 0 {\displaystyle \Phi _{E}=\oint _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} ={\frac {Q_{S}}{\epsilon _{0}}}} 
kus QS on pinna suletud netolaeng (sealhulgas nii vaba kui ka seotud laeng) ja ε0 on elektriline konstant. See seos on tuntud kui Gaussi elektrivälja seadus integraalsel kujul ja see on üks neljast Maxwelli võrrandist.
Elektrivoolu ei mõjuta laengud, mis ei ole suletud pinnal. Kuid Gaussi seaduse võrrandis sisalduvat elektrilist netovälja E võivad mõjutada laengud, mis asuvad väljaspool suletud pinda. Gaussi seadus kehtib kõikides olukordades, kuid inimesed saavad seda kasutada arvutamiseks ainult siis, kui elektriväljas on suured sümmeetriaastmed. Näidetena võib tuua sfäärilise ja silindrilise sümmeetria. Muul juhul on arvutused käsitsi liiga keerulised ja neid tuleb teha arvutiga.
Elektrivoolu SI-ühikud on voldimeetrid (V m) või samaväärselt njuutonmeetrid ruutmeetrile ühe kuulimi kohta (N m2 C-1). Seega on elektrivoo SI-baasühikud kg-m3-s-3-A-1.
Seotud leheküljed
Küsimused ja vastused
K: Mis on elektrivool?
V: Elektrivoog on elektrivälja E ja pindala dA diferentsiaalpindala punktproduktsioon.
K: Kuidas arvutatakse elektrivoolu?
V: Elektrivoolu saab arvutada, kasutades võrrandit EdAcos(i), kus E on elektriväli ja dA on infinitesimaalne pindala pinnal, millel E püsib konstantne. E ja dA vaheline nurk on i.
K: Mida ütleb Gaussi seadus elektriväljade kohta?
V: Gaussi elektrivälja seadus sätestab, et suletud Gaussi pinna puhul on elektrivoog läbi selle võrdne sellega hõlmatud netolaenguga, mis on jagatud elektrilise konstandiga (ε0). See seos kehtib kõikides olukordades, kuid seda saab kasutada arvutamiseks ainult siis, kui elektriväljas on suured sümmeetriaastmed.
Küsimus: Millised on näited sümmeetriliste olukordade kohta, mille arvutamiseks saab kasutada Gaussi seadust?
V: Näidetena võib tuua sfäärilise ja silindrilise sümmeetria.
K: Millised on elektrivoo SI-ühikud?
V: Elektrivoolu SI-ühikud on voldimeetrid (V m) või njuutonmeetrid ruutmeetri ja kuulimi kohta (N m2 C-1). Elektrivoo SI-baasühikud on kg-m3-s-3-A-1.
K: Kas elektrivoog sõltub laengutest väljaspool suletud pinda?
V: Ei, elektrivoolu ei mõjuta laengud, mis asuvad väljaspool suletud pinda, kuid need võivad mõjutada elektrilist netovälja selle sees.