เกาส์ลอว์ vs คูลอมบ์ลอว์
กฎของเกาส์และกฎของคูลอมบ์เป็นกฎสองข้อที่สำคัญมากที่ใช้ในทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้า นี่เป็นกฎพื้นฐานสองข้อที่นำไปสู่การพัฒนาสนามแม่เหล็กไฟฟ้า กฎเหล่านี้ ร่วมกับกฎของแอมแปร์ นำไปสู่สมการของแมกซ์เวลล์ สมการของแมกซ์เวลล์เป็นชุดของสมการสี่สมการที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ใดๆ ในทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าได้ จำเป็นต้องมีความเข้าใจอย่างถี่ถ้วนในกฎหมายทั้งสองนี้ เพื่อทำความเข้าใจทฤษฎีของแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างเต็มที่ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงว่ากฎของเกาส์และกฎของคูลอมบ์คืออะไร การนำไปใช้ คำจำกัดความ ความคล้ายคลึงกันระหว่างสองสิ่งนี้ และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างกฎของเกาส์และกฎของคูลอมบ์
กฎของเกาส์
กฎของเกาส์เป็นกฎหมายที่สำคัญมากที่อธิบายคุณสมบัติของสนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และสนามโน้มถ่วง กฎของสนามไฟฟ้าของเกาส์ระบุว่าฟลักซ์ไฟฟ้าผ่านพื้นผิวปิดใดๆ เป็นสัดส่วนกับประจุไฟฟ้าที่ปิดล้อมโดยพื้นผิว สามารถแสดงเป็น ∅=Q/ε0 โดยที่ φ คือฟลักซ์ไฟฟ้าทั้งหมดบนพื้นผิว Q คือประจุที่ล้อมรอบพื้นผิว และ ε0คือค่าคงที่ไดอิเล็กตริก เพื่อให้เข้าใจแนวคิดนี้ ก่อนอื่นต้องเข้าใจแนวคิดของฟลักซ์ไฟฟ้า ฟลักซ์ไฟฟ้าบนพื้นผิวคือการวัดจำนวนเส้นสนามไฟฟ้าที่ผ่านพื้นผิว ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนเส้นสนามไฟฟ้าที่พาดผ่านพื้นผิว กฎของเกาส์สำหรับสนามแม่เหล็กเป็นกฎที่สำคัญมาก กฎของเกาส์สำหรับสนามแม่เหล็กระบุว่าฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดบนพื้นผิวปิดใด ๆ เป็นศูนย์ เนื่องจากไม่มีโมโนโพลแม่เหล็กขั้วแม่เหล็กมีอยู่ในรูปไดโพลเท่านั้น ในพื้นผิวปิดใดๆ ที่กำหนด ขั้วแม่เหล็กสุทธิจะเป็นศูนย์ ดังนั้น ฟลักซ์แม่เหล็กบนพื้นผิวปิดใดๆ จึงเป็นศูนย์
กฎของคูลอมบ์
กฎของคูลอมบ์เป็นกฎหมายที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า สิ่งนี้ระบุว่าแรงระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าสองตัวนั้นเป็นสัดส่วนกับประจุและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอนุภาคทั้งสอง สามารถแสดงได้โดยใช้สมการ F=Q1Q2/ 4πr2ε 0 โดยที่ Q1 และ Q2 คือประจุของอนุภาค r คือระยะห่างระหว่างประจุทั้งสอง และ ε0คือค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของพื้นที่ว่าง หากสมการนี้ถูกกำหนดไว้สำหรับสื่ออื่นที่ไม่ใช่พื้นที่ว่าง ε0 ควรแทนที่ด้วย ε โดยที่ ε คือค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลาง ถ้าประจุเป็นเครื่องหมายเดียวกัน F จะเป็นค่าบวก ซึ่งหมายความว่าทั้งสองประจุกำลังผลักกันถ้าประจุทั้งสองนี้มีเครื่องหมายต่างกัน F จะกลายเป็นค่าลบ จึงอธิบายความน่าสนใจระหว่างสองค่าใช้จ่าย
กฎของคูลอมบ์กับกฎเกาส์ต่างกันอย่างไร
• กฎของคูลอมบ์อธิบายปฏิกิริยาระหว่างประจุทั้งสองในขณะที่กฎของเกาส์อธิบายฟลักซ์บนพื้นผิวปิดจากทรัพย์สินที่อยู่ภายในพื้นผิว
• กฎของคูลอมบ์ใช้ได้กับสนามไฟฟ้าเท่านั้น ในขณะที่กฎของเกาส์ใช้กับสนามไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และสนามโน้มถ่วง