Elektrostatika: co to je, vzorce a cvičení

elektrostatika je to část oblasti elektřiny, která studuje elektrické náboje bez pohybu, tj. v klidovém stavu.

Elektrostatický štít

Elektrostatické stínění činí elektrické pole nulové. K tomu dochází v důsledku distribuce přebytečných elektrických nábojů ve vodiči. Poplatky stejného znaménka mají tendenci se vzdalovat, dokud nepřijdou k odpočinku.

To dokázal Michael Faraday s Faradayova klec. V tomto experimentu chemik seděl uvnitř klece, která byla vystavena elektrickému výboji, a nechal ji, aniž by se mu něco stalo.

Přečtěte si také o:

• Faradayův zákon
• Faradayova konstanta

Síla a elektrostatická energie

Elektrostatická síla je síla elektrostatické interakce mezi dvěma elektrickými náboji prostřednictvím přitahování a odpuzování.

Vypočítává se pomocí Coulombův zákon, který je vyjádřen následujícím vzorcem:

Kde,

k = elektrostatická konstanta
q1 a q2 = elektrické náboje
r = vzdálenost mezi náboji

Elektrostatická konstanta, známá také jako Coulombova konstanta, je ovlivněna prostředím, kde se setkávají elektrické náboje. Elektrostatická konstanta tedy ovlivňuje hodnotu síly.

Jeho hodnota je obvykle ve vakuu 9,10⁹ Nm² /C², ale může se objevit v jiných médiích, například:

• Voda 1.1.10⁸ Nm² /C²
• Benzen 2,3.10⁹ Nm² /C²
• Olej 3.6.10⁹ Nm² /C²

Elektrostatická energie nebo elektrická potenciální energie je energie produkovaná přebytečnými elektrickými náboji třením. Měří se podle následujícího vzorce:

Kde,

k = elektrostatická konstanta
Q = zatížení zdroje
co = zkušební nebo zkušební zatížení
d = vzdálenost mezi náboji

Elektrické pole

Elektrické pole je to místo, kde se koncentrují elektrické náboje, jejichž intenzita se měří pomocí vzorce:

Kde,

A = elektrické pole
F = elektrická síla
co = elektrický náboj

Elektrický náboj

Na elektrické náboje jsou výsledkem přitahování nebo odpuzování břemen. Podobné poplatky se navzájem odpuzují, zatímco opačné přitahují.

Měří se v coulombech a nejmenší takový náboj, který se v přírodě nachází, je elementární náboj (e = 1,6 .10^-19 C).

Vzorec elektrického náboje je:

Q = n.e

Kde,

Q = elektrický náboj
Ne = počet elektronů
a = základní náboj

Vzorce

Kromě výše uvedených elektrostatických vzorců se také používají následující:

Elektrický potenciál

Kde:

PROTI = elektrický potenciál
Ep = potenciální energie
Q = Elektrický náboj

Potenciální rozdíl

U = v_B -proti_The

Kde,

U = potenciální rozdíl
proti_The = elektrický potenciál v a
proti_B = elektrický potenciál v b

Vědět více:

• Elektrická energie
• Elektrifikační procesy
• Elektrický proud
• Elektrostatika: Cvičení

Elektrostatika vs. elektrodynamika

Zatímco elektrostatika studuje elektrické náboje bez pohybu, Elektrodynamika studuje pohybující se břemena.

Elektrostatika a elektrodynamika jsou tedy oblasti studia fyziky, které se věnují různým aspektům elektřina.

Kromě těchto oblastí existuje také Elektromagnetismus, která studuje kapacitu elektřiny k přilákání a potlačování pólů.

Cvičení na přijímací zkoušky

1. (UDESC-2013) Dvě identické koule, A a B, vyrobené z vodivého materiálu, mají náboje + 3e a -5e a jsou uvedeny do kontaktu. Po dosažení rovnováhy je koule A uvedena do kontaktu s jinou identickou koulí C, která má elektrický náboj + 3e. Zkontrolujte alternativu, která obsahuje hodnotu konečného elektrického náboje koule A.

a) + 2e
b) -1e
c) + 1e
d) -2e
e) 0e

Viz odpověď

c) + 1e

Podívejte se taky: Elektrický náboj: Cvičení

2. (UFRR-2016) Obdélníková rovina oblasti A v mezinárodním systému (SI) je nabitá elektrickým nábojem + Q rovnoměrně rozloženým po celé ploše. Jaká bude hustota elektrického náboje v této oblasti?

a) Proměnná hodnota v jednotkách coulomb / m
b) + Q / A coulomb / m²
c) + Q coulomb / m⁴
d) -Q coulomb / m⁵
e) 10 Q coulomb / m

Viz odpověď

b) + Q / A coulomb / m2

Podívejte se taky: Coulombův zákon - cvičení

3. (UEL-2011) Hydrofobní charakter polyurethanu je spojen s elektrostatickou odpudivou silou mezi molekuly materiálu a molekuly vody, fyzikální jev, ke kterému dochází mezi tělesy s elektrickými náboji stejné znamení. Je správné říci, že elektrostatická odpudivá síla

a) má opačný směr k elektrostatické přitahovací síle mezi elektricky neutrálními tělesy
b) je větší mezi dvěma tělesy se stejným elektrickým nábojem + Q než mezi dvěma tělesy se stejným elektrickým nábojem -Q
c) bude dvakrát větší, pokud se vzdálenost mezi naloženými těly sníží o polovinu
d) se zvyšuje s druhou mocninou vzdálenosti mezi elektricky nabitými tělesy
e) je přímo úměrná výši náboje u elektricky nabitých těles

Viz odpověď

e) je přímo úměrná výši náboje u elektricky nabitých těles.

Podívejte se taky: elektrická energie