Elektrický tok
Predstavte si elektrické pole E prechádzajúce povrchom. Uvažujme nekonečne malú plochu (dA) na tomto povrchu, cez ktorú zostáva E konštantné. Predpokladajte tiež, že uhol medzi E a dA je i. Elektrický tok je definovaný ako EdAcos(i). E a dA sú vektory. Tok je bodový súčin E a dA. Ak použijeme úplný vektorový zápis, elektrický tok d Φ E {\displaystyle d\Phi _{E}\,} 
cez malú plochu d A {\displaystyle d\mathbf {A} }
je daný vzťahom
d Φ E = E ⋅ d A {\displaystyle d\Phi _{E}=\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
Elektrický tok na povrchu S je teda daný povrchovým integrálom:
Φ E = ∫ S E ⋅ d A {\displaystyle \Phi _{E}=\int _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} } 
kde E je elektrické pole a dA je diferenciálna plocha na povrchu S {\displaystyle S}
s normálou povrchu smerujúcou von a určujúcou jej smer.
Pre uzavretý Gaussov povrch je elektrický tok daný:
Φ E = ∮ S E ⋅ d A = Q S ϵ 0 {\displaystyle \Phi _{E}=\oint _{S}\mathbf {E} \cdot d\mathbf {A} ={\frac {Q_{S}}{\epsilon _{0}}}} 
kde QS je čistý náboj uzavretý povrchom (vrátane voľného aj viazaného náboja) a ε0 je elektrická konštanta. Tento vzťah je známy ako Gaussov zákon pre elektrické pole v integrálnej forme a je jednou zo štyroch Maxwellových rovníc.
Elektrický tok nie je ovplyvnený nábojmi, ktoré sa nenachádzajú v uzavretom povrchu. Čisté elektrické pole E v rovnici Gaussovho zákona však môžu ovplyvniť náboje, ktoré ležia mimo uzavretého povrchu. Gaussov zákon platí vo všetkých situáciách, ale ľudia ho môžu použiť na výpočet len vtedy, keď v elektrickom poli existujú vysoké stupne symetrie. Príkladom sú sférická a valcová symetria. V opačnom prípade sú výpočty príliš náročné na ručné spracovanie a musia sa vypracovať pomocou počítača.
Elektrický tok má v sústave SI jednotky voltmetre (V m) alebo ekvivalentne newtonmetre štvorcové na coulomb (N m2 C-1). Základné jednotky SI elektrického toku sú teda kg-m3-s-3-A-1.
Súvisiace stránky
Otázky a odpovede
Q: Čo je to elektrický prúd?
Odpoveď: Elektrický tok je bodový súčin elektrického poľa, E, a diferenciálnej plochy na povrchu, dA.
Otázka: Ako sa vypočíta elektrický tok?
A: Elektrický tok sa dá vypočítať pomocou rovnice EdAcos(i), kde E je elektrické pole a dA je nekonečne malá plocha na povrchu, na ktorej zostáva E konštantné. Uhol medzi E a dA je i.
Otázka: Čo hovorí Gaussov zákon pre elektrické pole?
Odpoveď: Gaussov zákon pre elektrické polia hovorí, že pre uzavretú Gaussovu plochu sa elektrický tok cez ňu rovná čistému náboju, ktorý je ňou uzavretý, vydelenému elektrickou konštantou (ε0). Tento vzťah platí vo všetkých situáciách, ale na výpočet sa dá použiť len vtedy, keď v elektrickom poli existujú vysoké stupne symetrie.
Otázka: Aké sú príklady symetrických situácií, v ktorých možno Gaussov zákon použiť na výpočet?
Odpoveď: Medzi príklady patrí sférická a valcová symetria.
Otázka: Aké sú jednotky elektrického toku v sústave SI?
Odpoveď: Elektrický tok má jednotky SI voltmetre (V m) alebo newtonmetre štvorcové na coulomb (N m2 C-1). Základné jednotky SI elektrického toku sú kg-m3-s-3-A-1.
Otázka: Závisí elektrický tok od nábojov mimo uzavretého povrchu?
Odpoveď: Nie, elektrický tok nie je ovplyvnený nábojmi, ktoré ležia mimo uzavretého povrchu; môžu však ovplyvniť čisté elektrické pole v ňom.
