電荷與電場
電通量(electric flux)
電通量衡量有多少電場穿過一個面,就像數有多少電力線刺穿你舉起的一個環。把場想成風,把面想成一扇窗:通量就是有多少風吹過去。讓窗正對著風,就有很多風穿過;把窗轉成側對著風,就幾乎沒有風穿過。
對於在均勻場 E 中面積為 A 的平面,電通量為 Phi_E = E A cos theta,其中 theta 是場與垂直穿出該面的方向(它的法線)之間的夾角。當場垂直於面(theta = 0)時通量最大,為 E A;當場沿著面掠過(theta = 90 度)時通量為零。它的國際單位是牛頓平方公尺每庫侖(N m^2/C)。對彎曲的面或變化的場,則把各小塊上的通量加總起來,也就是積分。
通量之所以重要,在於它揭示了封閉面內部的電荷。穿出一個封閉袋子的電力線數目,只取決於裡面困住了多少電荷,這個想法由高斯定律精確化。因此電通量是你在面上能量測到的場,與藏在其中的電荷之間的橋樑。
一個 200 N/C 的場垂直穿過一扇 0.5 m^2 的窗(theta = 0),通量為 200 x 0.5 = 100 N m^2/C;把窗傾斜到 60 度,通量便降為 100 x cos 60 = 50 N m^2/C。
面正對著場時通量最大,面側對著場時通量降為零。
通量取決於面的朝向,而不只是它的面積。同一扇窗,隨你把它相對於場擺成不同角度,穿過的通量也不同。
又称
另见