електростатика е областта на физиката, която обхваща изучаването на електрически заряди в покой. Вие явленияелектростатичен изследвани от тази област на знанието възникват в резултат на силаватракция и отблъскване че електрическите заряди се упражняват един върху друг. В този текст ще говорим за някои от основните свойства на електростатиката, като заряд електрически, електрификация, електрическа сила, електрически потенциал, електрическо поле и потенциална енергия електрически.
електрически заряд
НА електрически заряд е Имотприсъщи (правилно) на основните частици на материята, като протони и електрони, както и на тестени изделия. Електрически неутралните тела имат същото количество електрически заряди положителен и отрицателен. Елементът за електрически заряд в Международна система от единици това е Кулон (° С).
Освен това електрическият заряд е физическа величина квантован, тоест има a стойностМинимум, така че невъзможно е намерете тела, електрифицирани с електрически заряден модул по-малко от тази стойност, Наречен основно натоварване, обикновено се обозначава с буквата и.
Протоните и електроните имат точно тази стойност на електрически заряд, около 1,6.10-19 ° С. Следователно, когато тялото е електрически заредено, неговият заряд е a многократницяло дава зарежданеосновен, тъй като електрификацията се извършва от допълнение или отстраняване в електрони, тъй като протони са свързани в рамките на ядраатомен.
Подзаглавие:
Въпрос: - Модул за електрически заряд (C - кулони)
не - Брой липсващи или излишни електрони
и - Основно натоварване (1.6.10-19 ° С)
Вижсъщо:Пет забавни факта за лъчите, които ще накарат косата ви да се надигне
Карта на ума: Електростатика
* За да изтеглите мисловната карта в PDF, Натисни тук!
Електрификация
Електрификация е всеки процес, способен да генерира a разлика въведете номера на товариположителен и отрицателен на тяло. Когато тялото има еднакъв брой положителни и отрицателни заряди, ние казваме, че е така неутрален; ако тези числа са различни, ние казваме, че е електрифициран.
По принцип има три процеса на електрификация: a електрификация чрез контакт, натриене и чрез индукция:
НА електрификациянаконтакт включва две тела проводници, и поне един от тях трябва да бъде електрическизареден. Когато двете тела влязат в контакт, техните електрически заряди се разделят, докато двете не са при същия електрически потенциал. В края на процеса телата присъстват същия знак на товари.
НА триене наелектризиране включва доставката на енергия на две тела чрез триене между тях. По време на триене (триене), някои електрони се изтръгват от едното тяло и след това се улавят от другото тяло. Следователно е необходимо да се провери афинитета на тези две тела при този тип електрификация чрез консултация с трибоелектрични серии.
НА електрификациянаиндукция се случва от приближениероднина между електрически заредено тяло, наречено a индуктор, и проводящо тяло, наречено индуциран. Наличието на индуктор генерира a разделяне на зарядите в индуцираното тяло, повикване на поляризация. От това разделяне котвата е заземена към земята, което кара зарядите й да текат през заземен проводник.
Всички процеси на електрификация се извършват в съответствие с Принципивзапазванедавазарежданеелектрически и на енергия, т.е. преди и след електрификацията, броя на зарежданията и количеството енергия между зарежданията трябва да е същото.
Вижсъщо: Защо птиците обикновено не са шокирани от електрически проводници?
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
електрическа сила
Две електрически заредени тела могат да упражняват привличане или отблъскване едно към друго според техния сигнал за зареждане. Тела с електрически заряди от знаци за равенство се отблъскват и телата, чиито електрически заряди имат противоположни знаципривличат се взаимно.
Законът, който ни позволява да изчислим модула на електрическата сила, упражнявана между два заряда, е законът на Кулон, представен със следния израз:
Подзаглавие:
F - Електрическа сила (N - нютони)
к0 - Електростатична вакуумна константа (k0 = 9,0.109 N.m² / C²)
Какво1,Какво2 - Електрически заряди 1 и 2 (C - кулони)
д - Разстояние между товари 1 и 2 (m)
Електрическо поле
О електрическо поле това е физическа величина вектор отнесени към електрически товари. Всеки електрически заряд влияе върху пространството около него поради електрическото си поле. Следователно можем да разберем електрическото поле като въздействието, което електрическите заряди оказват върху околната среда. Елементът за електрическо поле в Международната система от единици е НютоннаКулон (N / C) или Волта на метър (V / m), тъй като и двете са единици еквиваленти.
Вижте пример:
Дадено положение в пространството има електрическо поле от 12,0 N / C генерирани от електрически заряд. Когато електрически заряд от 1,0 ° С се постави в това положение, на него ще действа електрическа сила с модул, равен на 12,0 N. Ако това обвинение беше 2.0C, тя би претърпяла електрическа сила от 24,0 N.
Електрическото поле, генерирано от електрически заряд Въпрос:1 може да се изчисли, като се използва следният израз:
В израза по-горе променливата д е разстоянието от точката, в която искате да измерите силата на електрическото поле до позицията на електрическия заряд.
Електрически потенциал
О електрически потенциал това е физическа величина изкачвам се изцяло представен от неговия модул и мярка в Волта (V) в Система Азмеждународенв Uвръзки. Тази величина измерва суматавенергия осигурени от електрическо поле за всеки Кулон на товара.
Когато частица се намира в област от пространството, подложена на електрически потенциал от 100.0V, той ще съхрани 100,0 J с него (джаули) енергия за всеки 1.0 C електрически заряд, който представлява. Ако вашият товар е от 2.0C, тя ще има енергия от 200,0 J, Следователно.
О потенциалелектрически генерирани от модулен електрически заряд Въпрос:1 може да се изчисли, като се използва следният израз:
електрическа потенциална енергия
Кога двеили по електрическите заряди са фиксирани на разстояние д между тях те съхраняват форма на енергия, наречена електрическа потенциална енергия. Ако един от тези заряди се освободи, тази енергия ще се трансформира в енергиякинетика, например. Тази енергия се измерва в джаули в Международната система от единици.
Можем да изчислим електрическата потенциална енергия между зарядите, като използваме следния израз:
Електростатични формули
Проверете тук основните формули, използвани при изследването на електростатиката.
→ Формула за електрически заряд
Тази формула се използва за изчисляване на количеството на излишния или липсващ електрически заряд в тялото. Може да се използва и за изчисляване на броя на липсващите или излишните електрони.
→ Формула на електрическо поле
Използва се за определяне на силата на електрическо поле, произведено от точков електрически заряд Какво1от разстояние д от това натоварване:
→ Формула за електрически потенциал
Електрическият потенциал на точково разпределение на зарядите може да бъде изчислен по следната формула:
→ Формула на електрическа сила (закон на Кулон)
Формулата, която може да се използва за изчисляване на силата на електрически заряд Какво1 упражнява електрически заряд Какво2, разделено с разстояние d, се определя от закона на Кулон:
→ Формула за електрическа потенциална енергия
Можем да изчислим модула на електрическата потенциална енергия между два заряда Какво1 и Какво2, разделени с разстояние д, чрез следната формула:
Обобщение
Електростатиката е областта на физиката, която изучава явленията, породени от електрически заряди в покой;
Всеки електрически заряд влияе върху пространството около него чрез векторна физическа величина, наречена електрическо поле;
Електрическото поле е мярка за електрическата сила, упражнявана върху всяка единица заряд;
Линиите, перпендикулярни на линиите на електрическото поле, определят величината на електрическия потенциал, произведен от електрическите заряди;
Електрическата потенциална енергия между два заряда е скаларно количество, което е дадено в Джоули и измерва количеството енергия, свързано с отблъскване и взаимно привличане между електрическите заряди;
Модулът на електрическата сила между два електрически заряда може да бъде определен от закона на Кулон.
Решено електростатично упражнение
Електрически заряд от 2,0 µC фиксиран и с незначителен размер генерира, на разстояние от 0,5 m, електрическо поле и електрически потенциал, съответно равни на:
Данни: к0 = 9.109 N.m² / C².
а) 72.10-3 N / C и 3.6.103 V
б) 12.104 N / C и 36.105 V
в) 72.103 N / C и 54.103 V
г) 72.102 N / C и 3.6.104 V
д) 7.2.103 N / C и 3.6.10-3 V
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
Полеелектрически и потенциалелектрически те са свойства, присъщи на един електрически заряд в космоса. За да се изчисли полеелектрически от това натоварване използваме следното уравнение:
Вземайки данните, предоставени от изявлението за упражнението, ние трябва:
За да се изчисли потенциалелектрически произведени от това натоварване на същото разстояние (0,5 м), използваме следното уравнение:
Вземайки информацията в декларацията, имаме следната резолюция:
От Рафаел Хеллерброк
Магистър по физика
