Công thức điện trường là gì? Khái niệm và ứng dụng trong thực tế 

Tính công thức điện trường đóng vai trò quan trọng để xác định lực điện lên các diện tích khác đặt trong nó. Vận tốc của điện tích luôn đổi phương liên tục và tăng dần độ lớn, tạo nên các quỹ đạo chuyển động thành đường.

Điện trường là gì?

Điện trường là môi trường bao bọc xung quanh các điện tích. Khi đó, điện trường tác động lên các điện tức khác được đặt bên trong. Những điện tích này di chuyển theo một hướng, tóm lại nơi nào có điện tích, xung quanh đó có điện trường.

Điện trường đều có vectơ cường độ cùng phương, cùng chiều và cùng độ lớn. Đường sức điện cũng là các đường thẳng song song, cách đều nhau.

Công thức tính điện tích 

Cường độ điện trường là gì?

Cường độ điện trường thể hiện lực điện trường tại chính điểm đó. Đại lường này tính bằng thương của lực điện trường tác dụng lên điện tích của 1 điện tích (Độ lớn q).

Đường sức điện là gì?

Đường sức điện là đường có tiếp tuyến tại mỗi điểm trùng với giá của vectơ cường độ điện trường trùng ở điểm đó. Đường này có lực điện tác dụng dọc theo nó, với các đặc điểm nổi bật gồm:

• Mỗi điểm chỉ có 1 đường sức điện đi qua.
• Là các đường có hướng, hướng của đường sức điện là hướng của vectơ cường độ điện trường tại điểm xác định.
• Điện trường tĩnh điện, đường sức điện là đường không khép kín, đi ra từ điện tích (+) sang kết thúc tại diện tích (-).
• Đường sức điện dày đặc, vẽ theo  nguyên tắc: Số đường sức từ đi qua 1 diện tích vuông góc với đường sức điện tại điểm xét.

Năng lượng điện trường là gì?

Năng lượng điện trường là năng lượng của tụ điện. Thực tế, tụ điện khi được tích điện, 2 điện cực bắt đầu tích điện trái dấu: Một điện trường tạo ra tụ dương sang tụ âm. Điện trường sinh ra của tụ sẽ có năng lượng, còn gọi là thế năng.

Công thức tính điện trường

Muốn tính cường độ điện trường, bạn thực hiện tính toán theo công thức:

Công thức tính điện tích

Trong quá trình tính toán, bạn có thể xác định công thức tính điện tích của một vật là: q = Ne => Số e được tính bằng: N = q/e, với e = 1.6 x 10^(-9) (C).

Công thức tính năng lượng điện trường

Ứng dụng điện trường trong đời sống

Điện trường, từ trường đóng vai trò quan trọng trong đời sống, môi trường tự nhiên. Các yếu tố này được khai thác phục vụ con người, đem lại cuộc sống chất lượng hơn, với các ứng dụng nổi bật gồm:

• Thiết bị điện tử: Dùng cho tivi, điều hòa, lò vi sóng, lò nướng, quạt…
• Máy móc công nghiệp: Máy phát điện, động cơ,…
• An ninh: Radar định vị, máy bay vận chuyển, chiến đấu, thiết bị an ninh, công cụ cảnh báo…
• Thiết bị liên lạc: Điện thoại di động, thiết bị vô tuyến,…
• Hệ thống y tế ứng dụng điện tử: X-quang, máy quét, máy đo thân nhiệt, thiết bị MRI.

Bài tập ứng dụng

Một số bài tập nổi bật sẽ giúp bạn hiểu rõ dạng bài liên quan đến điện trường. Từng bài sẽ có yếu tố được cho riêng và các cách giải tương ứng.

1. Xác định vecto cường độ điện trường tại điểm M trong không khí các điện tích điểm q = 2 x 10^(-8) C khoảng 3cm.

Với q > 0, vecto E có gốc đạt tại điểm M, chiều đi ra xa điện tích q. Độ lớn điện trường lúc này là E = (9 x 10^9) x [(2 x 10^-8)/(1 x 0.03^5)] = 2 x 1-^5 (V/m).

2. Một điện tích q trong nước 81 C gây ra ở điểm M cách điện tích một khoảng 26c, điện trường 1.5 x 10^4 V/m. Hỏi tại N cách q một khoảng 17cm thì cường độ điện trường bằng bao nhiêu?

E = 1/r^2 nên E(M)/E(N) = (]r(N)/r(M)]^2 => 1.5/E(M) = (17/26)^2 => E(M) = 3.5 x 10^4 (V/m).

3. Cho hai điểm A, B cùng nằm trên đường sức điện do điện tích q > 0 gây ra. Biết độ lớn cường độ điện trường tại A là 36V/m, B là 9 V/m.

1. Xác định cường độ điện trường tại trung điểm M của AB.
2. Nếu đặt M tại điện tích q0 = -10^-2 C, lúc điện tác dụng lên có độ lớn là bao nhiêu? Xác định phương chiều của lực này.

Giải bài tập chi tiết:

Kết luận

Xác định công thức điện trường cần thiết vì yếu tố này xuất hiện rất phổ biến trong đời sống con người. Để hiểu rõ cách tính, bạn nên luyện tập bởi những bài toán mẫu, đây cũng là phương pháp để có thể tự tin vượt qua các kỳ thi.