Gaussi seadus vs Coulombi seadus
Gaussi seadus ja Coulombi seadus on kaks väga olulist seadust, mida kasutatakse elektromagnetvälja teoorias. Need on kaks kõige põhilisemat seadust, mis viivad elektromagnetvälja arenguni. Need seadused koos Ampere'i seadusega viivad Maxwelli võrranditeni. Maxwelli võrrandid on neljast võrrandist koosnev kogum, mis võivad kirjeldada mis tahes nähtust elektromagnetiteoorias. Elektromagnetismi teooriate täielikuks mõistmiseks on vaja neid kahte seadust põhjalikult mõista. Selles artiklis käsitleme Gaussi seadust ja Coulombi seadust, nende rakendusi, määratlusi, nende kahe sarnasusi ning lõpuks erinevusi Gaussi seaduse ja Coulombi seaduse vahel.
Gaussi seadus
Gaussi seadus on väga oluline seadus, mis kirjeldab elektriväljade, magnetväljade ja gravitatsiooniväljade omadusi. Gaussi elektriväljade seadus ütleb, et mis tahes suletud pinda läbiv elektrivoog on võrdeline pinnaga ümbritsetud elektrilaenguga. Seda saab väljendada kui ∅=Q/ε0, kus φ on kogu elektrivoog üle pinna, Q on pinnaga ümbritsetud laeng ja ε0on dielektriline konstant. Selle kontseptsiooni mõistmiseks tuleb kõigepe alt mõista elektrivoo mõistet. Pinna kohal olev elektrivoog on pinda läbivate elektrivälja jõujoonte arvu mõõt. See on otseselt võrdeline elektrivälja joonte arvuga kogu pinnal. Gaussi magnetvälja seadus on väga oluline seadus. Gaussi magnetvälja seadus ütleb, et kogu magnetvoog mis tahes suletud pinna kohal on null. Seda seetõttu, et magnetilisi monopooluseid pole olemas. Magnetpoolused eksisteerivad ainult dipoolidena. Igal suletud pinnal on netomagnetiline polaarsus null. Seetõttu on magnetvoog mis tahes suletud pinna kohal null.
Coulombi seadus
Coulombi seadus on seadus, mis kirjeldab elektriliselt laetud osakeste vastastikmõjusid. See väidab, et jõud kahe elektriliselt laetud osakese vahel on võrdeline laengutega ja pöördvõrdeline kahe osakese vahelise kauguse ruuduga. Seda saab väljendada võrrandiga F=Q1Q2/ 4πr2ε 0 kus Q1 ja Q2 on osakeste laengud, r on kahe laengu vaheline kaugus ja ε0on vaba ruumi dielektriline konstant. Kui see võrrand on määratletud muu keskkonna kui vaba ruumi jaoks, tuleks ε0 asendada ε-ga, kus ε on keskkonna dielektriline konstant. Kui need laengud oleksid sama märgiga, oleks F positiivne väärtus. See tähendab, et kaks laengut tõrjuvad üksteist. Kui need kaks laengut on erineva märgiga, muutub F negatiivseks väärtuseks; seega kirjeldades kahe laengu vahelist külgetõmmet.
Mis vahe on Coulombi seadusel ja Gaussi seadusel?
• Coulombi seadus kirjeldab kahe laengu vahelisi koostoimeid, Gaussi seadus aga voogu üle suletud pinna pinna sees olevast omadusest.
• Coulombi seadust kohaldatakse ainult elektriväljadele, Gaussi seadust aga elektriväljadele, magnetväljadele ja gravitatsiooniväljadele.
