Электрический поток
Представьте себе электрическое поле Е, проходящее через поверхность. Рассмотрим бесконечно малую область (dA) на той поверхности, через которую E остается постоянной. Также предположим, что угол между E и dA равен i. Электрический поток определяется как EdAcos(i). E и dA являются векторами. Поток является точечным продуктом Е и dA. Используя полную векторную нотацию, электрический поток d Φ E {\displaystyle d\Phi _{E},}
проходит через небольшую область d A {\displaystyle d\mathbf {A}. 
дано
d Φ E = E ⋅ d A {\displaystyle d\Phi _{E}=\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
Таким образом, электрический поток над поверхностью S задается интегралом поверхности:
Φ E = ∫ S E ⋅ d A {\displaystyle \Phi _{E}=\int _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
где E - электрическое поле, а dA - дифференциальная область на поверхности S {\displaystyle S}
с наружной облицовочной поверхностью, нормально определяющей ее направление.
Для замкнутой гауссовской поверхности дается электрический поток:
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}}}}} 
где QS - это чистый заряд, приложенный к поверхности (включая как свободный, так и ограниченный заряд), а ε0 - электрическая константа. Это отношение известно как закон Гаусса для электрического поля в его интегральной форме и является одним из четырех уравнений Максвелла.
На электрический поток не влияют заряды, которые не находятся в пределах закрытой поверхности. Но на чистое электрическое поле, E, в уравнении закона Гаусса, могут влиять заряды, которые лежат вне закрытой поверхности. Закон Гаусса верен во всех ситуациях, но люди могут использовать его только для вычислений, когда в электрическом поле существует высокая степень симметрии. В качестве примеров можно привести сферическую и цилиндрическую симметрию. В противном случае, вычисления слишком сложны для выполнения вручную и должны быть вычислены с помощью компьютера.
Электрический поток имеет единицы измерения вольт-метра (V m) или, эквивалентно, ньютон-метра в квадрате на кулон (N m2 C-1). Так, базовые блоки электрического потока СИ - кг-м3-с-3-А-1.
Связанные страницы
Вопросы и ответы
В: Что такое электрический поток?
О: Электрический поток - это точечное произведение электрического поля, E, и дифференциальной площади поверхности, dA.
В: Как рассчитывается электрический поток?
О: Электрический поток можно рассчитать с помощью уравнения EdAcos(i), где E - электрическое поле, а dA - бесконечно малая площадь поверхности, на которой E остается постоянной. Угол между E и dA равен i.
В: Что гласит закон Гаусса для электрических полей?
О: Закон Гаусса для электрических полей гласит, что для замкнутой гауссовой поверхности электрический поток через нее будет равен чистому заряду, заключенному в ней, деленному на электрическую постоянную (ε0). Это соотношение справедливо во всех ситуациях, но может быть использовано для расчетов только при наличии высоких степеней симметрии в электрическом поле.
В: Каковы некоторые примеры симметричных ситуаций, в которых закон Гаусса может быть использован для вычислений?
О: Примерами являются сферическая и цилиндрическая симметрия.
В: Каковы единицы СИ электрического потока?
О: Электрический поток имеет единицы СИ - вольтметры (V m), или ньютон-метры в квадрате на кулон (N m2 C-1). Базовые единицы электрического потока в СИ - кг-м3-с-3-А-1.
В: Зависит ли электрический поток от зарядов вне замкнутой поверхности?
О: Нет, на электрический поток не влияют заряды, находящиеся вне замкнутой поверхности; однако они могут влиять на чистое электрическое поле внутри нее.
