Elektriskā plūsma
Iedomājieties elektrisko lauku E, kas iet caur virsmu. Apskatiet bezgalīgi mazu laukumu (dA) uz šīs virsmas, pāri kuram E paliek nemainīgs. Pieņemsim arī, ka leņķis starp E un dA ir i. Elektrisko plūsmu definē kā EdAcos(i). E un dA ir vektori. Plūsma ir E un dA punktu reizinājums. Izmantojot pilnu vektoru apzīmējumu, elektriskā plūsma d Φ E {\displaystyle d\Phi _{E}\,} 
caur nelielu laukumu d A {\displaystyle d\mathbf {A} }
ir dots ar šādu formulu
d Φ E = E ⋅ d A {\displaystyle d\Phi _{E}=\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
Tāpēc elektriskais plūsmas lielums virs virsmas S ir izteikts ar virsmas integrāli:
Φ E = ∫ S E ⋅ d A {\displaystyle \Phi _{E}=\int _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
kur E ir elektriskais lauks un dA ir diferenciālais laukums uz virsmas S {\displaystyle S}
ar uz āru vērstu virsmas normāli, kas nosaka tā virzienu.
Slēgtai Gausa virsmai elektrisko plūsmu nosaka:
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}}}} 
kur QS ir virsmas neto lādiņš (ieskaitot gan brīvo, gan saistīto lādiņu) un ε0 ir elektriskā konstante. Šo sakarību pazīst kā Gausa likumu elektriskajam laukam integrālajā formā, un tā ir viens no četriem Maksvela vienādojumiem.
Elektrisko plūsmu neietekmē lādiņi, kas neatrodas slēgtā virsmā. Taču Gausa likuma vienādojumā minēto tīro elektrisko lauku E var ietekmēt lādiņi, kas atrodas ārpus slēgtās virsmas. Gausa likums ir patiess visās situācijās, bet cilvēki to var izmantot tikai tad, ja elektriskajā laukā pastāv augstas simetrijas pakāpes. Kā piemēru var minēt sfērisko un cilindrisko simetriju. Pretējā gadījumā aprēķinus ir pārāk grūti veikt ar rokām, un tie ir jāveic ar datoru.
Elektriskā plūsma SI mērvienībās ir voltmetri (V m) vai, līdzvērtīgi, ņūtonmetri kvadrātmetri uz vienu kulonu (N m2 C-1). Tātad elektriskā plūsmas SI pamatvienības ir kg-m3-s-3-A-1.
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir elektriskais strāvojums?
A: Elektriskais plūsma ir elektriskā lauka, E, un diferenciālā laukuma uz virsmas, dA, punktveida reizinājums.
J: Kā aprēķina elektrisko plūsmu?
A: Elektrisko plūsmu var aprēķināt, izmantojot vienādojumu EdAcos(i), kur E ir elektriskais lauks un dA ir bezgalīgi mazs virsmas laukums, kurā E paliek nemainīgs. Leņķis starp E un dA ir i.
J: Ko nosaka Gausa likums par elektrisko lauku?
A: Gausa likums elektriskajam laukam nosaka, ka slēgtai Gausa virsmai elektriskais strāvojums caur to ir vienāds ar tīro lādiņu, ko tā aptver, dalot ar elektrisko konstanti (ε0). Šī sakarība ir spēkā visās situācijās, bet to var izmantot tikai tad, ja elektriskajā laukā ir augstas simetrijas pakāpes.
J: Kādi ir daži simetrisku situāciju piemēri, kuros Gausa likumu var izmantot aprēķiniem?
A: Piemēri ir sfēriskā un cilindriskā simetrija.
J: Kādas ir elektriskās plūsmas SI vienības?
A: Elektriskā plūsma SI mērvienībās ir voltmetri (V m) vai ņūtonmetri kvadrātmetri uz vienu kulonu (N m2 C-1). Elektriskās plūsmas SI pamatvienības ir kg-m3-s-3-A-1.
J: Vai elektriskā plūsma ir atkarīga no lādiņiem ārpus slēgtas virsmas?
A: Nē, elektrisko plūsmu neietekmē lādiņi, kas atrodas ārpus slēgtas virsmas, tomēr tie var ietekmēt tīro elektrisko lauku tās iekšienē.
