Sähkövuo

Sähkövuo (tunnus Ψ tai Φ_E) on sähkökenttää kuvaava skalaarisuure, jota SI-järjestelmässä mitataan yksiköllä coulombi (1 C = 1 A·s). Positiivisesta varauksesta lähtee sitä ympäröivään tilaan kuviteltu virtaus, jota nimitetään sähkövuoksi, ja se läpäisee yhtä suurena jokaisen varausta ympäröivän suljetun pinnan. Negatiivisen varauksen ympäristöstä tuleva sähkövuo päättyy varaukseen. Positiivista varausta kutsutaan lähteeksi ja negatiivista varausta nieluksi. Varatun hiukkasen "säteilemän" sähkövuon suuruudeksi määritellään yksinkertaisesti hiukkasen varaus. Huomattavaa on kuitenkin, että sähkövuo voi olla nollasta poikkeava myös avaruudessa, jossa ei ole varautuneita hiukkasia: esimerkiksi käy vapaassa avaruudessa etenevä sähkömagneettinen säteily, jonka edetessä sähkövuo muuttuu jatkuvasti.

Sähkövuo on pinnan läpi kulkevien sähkökentän kenttäviivojen lukumäärä (tarkemmin: ulospäin ja sisäänpäin menevien kenttäviivojen kohtisuorien komponenttien erotus). Gaussin laki sähkökentille kertoo, että suljetun pinnan läpi laskettu sähkövuo on yhtä kuin pinnan sisäänsä sulkemien varausten summa. Gaussin laki sähkökentille on yhtäpitävä Coulombin lain kanssa.

Sähkövuon muutosnopeutta d$\phi _{E}$ /dt kutsutaan kenttämuutosvirraksi, joka täydentää Ampèren lain Ampère-Maxwellin yhtälöksi. Kenttämuutosvirran ja muiden Maxwellin yhtälöiden pohjalta voidaan ymmärtää sähkömagneettisen säteilyn aaltoluonne.

Katso myös

• Sähköisten suureiden analogiat

Kirjallisuutta

• Lindell, Ismo; Sihvola, Ari: Sähkömagneettinen kenttäteoria 1. Staattiset kentät. Helsinki: Otatieto, 2013. ISBN 978-951-672-354-2