Otvori glavni izbornik

Električni tok

Električni tok ili električni fluks je fizikalna veličina koja predstavlja broj silnica električnog polja koje prolaze kroz određenu plohu (površ). Električni tok je direktno proporcionalan broju električnih silnica koje prolaze kroz zamišljenu (virtualnu) plohu.

Elektromagnetizam
VFPt Solenoid correct2.svg
Elektricitet · Magnetizam
Elektrostatika

Električni naboj · Coulombov zakon · Električno polje · Električni tok · Gaussov zakon · Električni potencijal · Elektrostatska indukcija · Električni dipolni moment · Gustoća polarizacije

Homogeno električno poljeUredi

Ako je električno polje homogeno, električni tok kroz plohu vektora površine   je:

 

gdje je   vektor električnog polja (s jedinicom  ),   njegova jačina,   površina plohe i   kut između linija električnog polja i normale na plohu površine  .

Nehomogeno električno poljeUredi

Za nehomogeno električno polje, električni tok   kroz malu plohu površine   je dan preko sljedeće relacije:

 

(vektor električnog polja,  , pomnožen komponentom vektora površine   koja je okomita na električne silnice). Električni tok kroz plohu površine   time je dan površinskim integralom:

 

gdje je   vektor električnog polja i   izvod površine zatvorene plohe   po kojoj se integrira, s normalom na plohu usmjerenom k vani koja određuje smjer vektora te površine.

Gaussova plohaUredi

Za zatvorenu Gaussovu plohu, električni tok je dan sljedećom relacijom:

 

gdje je

    vektor električnog polja,
      bilo koja zatvorena ploha,
  ukupni električni naboj koji se nalazi unutar zatvorene plohe  ,
    električna konstanta (univerzalna konstanta, također poznata i pod nazivom relativna permitivnost/permeabilnost/propustljivost vakuuma). ( )

Ova jednadžba predstavlja Gaussov zakon za električno polje u integralnom obliku i jedna je od četri Maxwellove jednadžbe.

Dok na električni tok ne utječu naboji koji nisu zatvoreni („obgrljeni”) zatvorenom plohom, rezultirajući vektor električnog polja,  , u jednadžbi Gaussovog zakona može biti pod utjecajem naboja koji leže van zatvorene plohe. Iako Gaussov zakon vrijedi za sve situacije, upotrebljiv je ponajviše za „sporedne” kalkulacije s visokim stupnjevima simetrije prisutne u električnom polju. Primjeri uključuju sferičnu i cilindričnu simetriju.

 
Sferna ljuska predstavlja jednu od „valjanih” Gaussovih ploha

Izvođenje Gaussovog zakona pomoću primjera sfere je sljedeće:

 
 
 
 


 
 
 
 
 
 
 
 
 


 
Ukupni električni tok kroz trostranu prizmu (i bilo koju drugu zatvorenu plohu) u kojoj je ukupni električni naboj 0 C iznosi 0 Vm

Pomoću primjera trostrane prizme (slika desno) može se pokazati da je električni tok kroz bilo koju zatvorenu plohu jednak nuli ako je ukupni (rezultirajući) električni naboj koji se nalazi unutar te zatvorene plohe također jednak nuli (za    ), tj. kada je broj silnica električnog polja koje „uđu” u prostor ograničen plohom jednak broju silnica koje „izađu” iz tog prostora:

 
 
 
 
 


Mjerna jedinicaUredi

SI jedinica električnog toka je voltmetar ( ), ili, ekvivalentno, njutnmetar na kvadrat po kulonu ( ). Time je SI jedinica za električni tok izražena osnovnim jedinicama  .

Dimenzionalna formula električnog toka je  .

Vidi jošUredi

Vanjske povezniceUredi