Skillnad mellan elektriskt fält och gravitationsfält

Huvudskillnad - Electric Field vs Gravitational Field

I fysik är elektriska och gravitationsfält väldigt viktiga begrepp. Ett elektriskt fält är en modell som används för att förklara inflytande och beteende av laddningar och varierande magnetfält. Elektriska fält produceras av stationära laddningspartiklar och varierande magnetfält. Så, neutrala partiklar kan inte skapa elektriska fält. Ett gravitationsfält å andra sidan är en modell som används för att förklara gravitationella fenomen av massor. Även om neutrala partiklar som neutroner inte interagerar via elektromagnetiska krafter, gör de via gravitationskrafter. Detta är den största skillnaden mellan det elektriska fältet och gravitationsfältet. I den här artikeln försöker man beskriva skillnaden mellan elfält och gravitationsfält i detalj.

Vad är ett elektriskt fält

I fysik är ett elektriskt fält en modell som används för att förklara eller förstå påverkan och beteendet hos laddningar och varierande magnetfält. I denna modell representeras ett elektriskt fält av fältlinjer. Elektriska fältlinjer riktas mot negativa laddningar medan de riktas utåt från positiva laddningar. Elektriska fält produceras av elektriska laddningar eller varierande magnetfält. Till skillnad från avgifter (negativa och positiva avgifter) lockar varandra varandra, som avgifter (negativ-negativ eller positiv-positiv) å andra sidan, avvisa.

I den elektriska fältmodellen tvingar flera kvantiteter såsom elektrisk fältintensitet, elektrisk flödestäthet, elektrisk potential och Coulomb de som är förknippade med laddningar och varierande magnetfält diskuteras. Den elektriska fältintensiteten vid en given punkt definieras som kraften på en stationär enhetstestladdningspartikel som utövas av elektromagnetiska krafter.

Den elektriska fältintensiteten (E) som produceras av en punktladdningspartikel (Q) ges av

där r är avståndet mellan punkten och den laddade partikeln och e är permittiviteten hos mediet.

Också kan kraften (F) som upplevs av en laddning q uttrycks som r är avståndet mellan två laddningar

Arbetet med elektromagnetiska krafter i ett elektriskt fält är oberoende av banan. Så elektriska fält är konservativa fält.

Coulombs lag kan användas för att beskriva ett elektrostatiskt fält. (Ett elektriskt fält som förblir oförändrat med tiden). Maxwells ekvationer beskriver emellertid både elektriska och magnetiska fält som en funktion av laddningar och strömmar. Så, Maxwell-ekvationer är mycket användbara vid hantering av elektriska och magnetiska fält.

Gravitationsfältlinjer (svart) och equipotentials runt jorden.

Vad är ett gravitationsfält

Gravitationsfältet är kraftfältet i gravitationsinteraktion som är en modell som används för att förklara och förstå gravitationella fenomen.

I klassisk mekanik är gravitationsfältet ett vektorfält. Flera kvantiteter som gravitationsfältstyrka, gravitationskraft och gravitationspotential definieras i denna modell. Gravitationsfältstyrkan vid en given punkt definieras som kraften på enhetstestmassa som utövas av gravitationskraften. Gravitationsfältstyrkan (g) orsakad av en massa M vid en given punkt är en funktion av punktens position. Det kan uttryckas som

G är universell gravitationskonstanten och r är enhetsvektorn i riktning mot r. Den ömsesidiga gravitationskraften mellan två massor M och m ges av 

Gravitationsfält är också konservativa kraftfält eftersom arbetet med gravitationskrafter är oberoende av banan.

Newtons gravitationsteori är inte en mycket exakt modell. I synnerhet avviker newtoniska lösningar i synnerhet från de faktiska värdena vid hantering av svårighetsgradsproblem. Så, Newtons gravitationsteori är endast användbar vid hantering av problem med låga tyngdkrafter. Det är dock tillräckligt att användas i de flesta praktiska tillämpningarna. Vid hantering av problem med hög gravitation måste generell relativitet användas. I låg gravitation är den approximerad till Newtonian teori.

Fält av positiv elektrisk laddning framför en horisontell perfekt ledande metallyta.

Skillnad mellan elektriskt fält och gravitationsfält

Fält orsakas av:

Elektriskt fält: Elektriskt fält orsakas av laddningar eller varierande magnetfält.

Gravitations fält: Gravitationsfältet orsakas av massor.

Feldstyrka i ett radiellt fält:

Elektriskt fält:

Gravitations fält:  

SI-enhet i fältstyrkan:

Elektriskt fält: Vm^-1 (NC^-1)

Gravitations fält: Fröken^-2 (NKG^-1)

Proportionalitet Constant:

Elektriskt fält: 1 / 4πε (Beror på mediet beroende av mediet)

Gravitations fält: G (Universal gravitationskonstant)

Kraftens karaktär:

Elektriskt fält: Antingen attraktiv eller repulsiv. (Uppstår mellan laddade partiklar)

Gravitations fält: Alltid attraktiv. (Uppstår mellan massor)

Kraft i ett radiellt fält:

Elektriskt fält:  

 (Coulombs lag)

Gravitations fält:
(Newtons lag)

Image Courtesy:

"Electric Field" av Geek3 - Egent arbete Denna tomt skapades med Vector Field Plot, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons 

"Gravitational Field" av Sjlegg - Egent arbete, (Public Domain) via Commons Wikimedia