电通量
在电磁学中，电通量（英语：Electric flux，符号 ：Φ）是通过给定面积的电场的度量[1]，为一标量。 电通量可以用来描述电荷所造成的电场强度与距离远近的关系。
电场可以对空间中的任何一个点电荷施力。电场的强弱与电压的梯度成正比。
概述 编辑
电荷（比如空间中的单颗电子）的周围充斥着电场。若以图形表示，该电场可以被表示为从一个点（电荷）散开的辐射线，称为电场线或电力线[2]。而这些线的密度与电场强度呈正相关，称为电通量密度，也就是每单位面积的电力线数目。因此，电通量与穿过表面的电场线的总数成正比。为了简化计算，通常在计算上会选取垂直于电力线的表面。
如果电场为一均匀电场，则通过所选面积 的表面的通量为
其中 为电场（单位为 V/m ）、 为电场强度、 为表面面积、 为电场线与 的法线之间的夹角。
如果电场为一非均匀电场，则通常会将此一较大面积的电通量分割，改取一小块面积 上的电通量
（电场 乘以垂直于所选面积表面的分量）。
因此，表面 上的电通量可由表面积分得到：
其中 是电场
是闭合表面 上的微小面积，其方向定义为表面法线朝外。
根据高斯定律，通过任一封闭曲面（高斯面）的净电通量（ ），必与该封闭曲面内所围之净电荷量（ ）成正比。
而在真空中，此比例常数为一定值 。其数学式为 :
其中 是电场、 是任一封闭曲面、 是曲面 内的总净电荷。
是电常数 （为一通用常数，也称为真空中电容率或真空介电常数 ）
(F · m-1)
此一关系式以其积分形式被称为电场高斯定律，是四个麦克斯韦方程之一。
电通量的单位为伏特米（V·m），或者牛顿米平方/库伦（N · m2 · C-1）。 因此，电通量的国际标准基本单位为 kg · m3·s-3 · A-1。
应用 编辑
尽管电通量不受高斯面之外的电荷所影响，但高斯定律方程中的净电场 可能会被位于高斯面之外的电荷影响。因此，即使高斯定律适用于所有情况，但当电场分布具有高度对称性（例如球形或圆柱形对称）时，可以自行选择一适当之高斯面，使得电场不是垂直就是水平于高斯面，且在此高斯面上的电场为均匀电场，以方便进行手动运算。
参见 编辑
注脚 编辑
- Purcell, Edward, Morin, David; Electricity and Magnetism, 3rd Edition; Cambridge University Press, New York. 2013 ISBN 9781107014022.
- Browne, Michael, PhD; Physics for Engineering and Science, 2nd Edition; McGraw Hill/Schaum, New York; 2010. ISBN 0071613994