elektrostatik er det fysikområde, der omfatter studiet af elektriske ladninger i hvile. Du fænomenerelektrostatisk undersøgt af dette område af viden opstår som et resultat af styrkeitiltrækning og frastødning at elektriske ladninger udøver hinanden. I denne tekst vil vi tale om nogle af de vigtigste egenskaber ved elektrostatik, såsom opladning elektrisk, elektrificering, elektrisk kraft, elektrisk potentiale, elektrisk felt og potentiel energi elektrisk.
elektrisk ladning
DET elektrisk ladning er ejendomiboende (korrekt) af de grundlæggende partikler af stof, såsom protoner og elektroner, såvel som pasta. Elektriske neutrale kroppe har samme mængde elektriske ladninger positiv og negativ. Den elektriske opladningsenhed i Internationalt enhedssystem Det er Coulomb (Ç).
Desuden er den elektriske ladning en fysisk mængde kvantiseret, det vil sige, det har en værdiMinimum, så det ingener det muligt finde elektrificerede kroppe med et elektrisk opladningsmodul mindre end denne værdi, hedder grundlæggende belastning normalt betegnet med brevet og.
Protoner og elektroner har nøjagtigt denne elektriske ladningsværdi, ca. 1,6.10-19 Ç. Derfor, når et legeme er elektrisk opladet, er dets ladning en mangehel giver opladegrundlæggende, da elektrificering finder sted fra tilføjelse eller fjernelse i elektroner, siden protoner er forbundet inden for kerneratomar.
Undertekst:
Q - Elektrisk opladningsmodul (C - Coulombs)
ingen - Antal manglende eller overskydende elektroner
og - Grundlæggende belastning (1.6.10-19 Ç)
Seogså:Fem sjove fakta om stråler, der får dit hår til at stå på
Mind Map: Elektrostatik
* For at downloade mind map i PDF, Klik her!
Elektrificering
Elektrificering er enhver proces i stand til at generere en forskel indtast nummeret på belastningerpositiv og negativ af et legeme. Når en krop har det samme antal positive og negative ladninger, siger vi, at det er det neutral; hvis disse tal er forskellige, siger vi, at han er det elektrificeret.
Der er grundlæggende tre elektrificeringsprocesser: a elektrificering ved kontakt, omfriktion og ved induktion:
DET elektrificeringomkontakt involverer to kroppe ledere, og mindst en af dem skal være elektriskindlæst. Når de to kroppe kommer i kontakt, deler deres elektriske ladninger, indtil de to er under det samme elektriske potentiale. Ved afslutningen af processen er organerne til stede det samme tegn af belastninger.
DET friktionselektrificering indebærer levering af energi til to kroppe gennem friktion mellem dem. Under friktion (friktion), nogle elektroner bliver revet fra et af legemerne og derefter fanget af det andet legeme. Derfor er det nødvendigt at verificere affiniteten af disse to kroppe i denne type elektrificering ved at konsultere triboelektriske serier.
DET elektrificeringominduktion forekommer ved tilnærmelsei forhold mellem en elektrisk ladet krop, kaldet a induktor, og et ledende legeme, kaldet induceret. Induktorens tilstedeværelse genererer en adskillelse af ladninger i det inducerede legeme, afblæse polarisering. Fra denne adskillelse er ankeret jordet til jorden, hvilket får dets ladninger til at strømme gennem en jordledning.
Alle elektrificeringsprocesser finder sted i overensstemmelse med Principperibevarelsegiveropladeelektrisk og af energi, dvs. før og efter elektrificering, antallet af ladninger og mængden af energi mellem ladningerne skal være den samme.
Seogså: Hvorfor er fugle normalt ikke chokeret over elektriske ledninger?
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
elektrisk kraft
To elektrisk ladede kroppe kan udøve tiltrækning eller frastødning til hinanden i henhold til deres ladningssignal. Organer med elektriske ladninger på lige tegn frastøde hinanden og kroppe, hvis elektriske ladninger har modsatte tegntiltrække hinanden.
Loven, der tillader os at beregne modulet for den elektriske kraft, der udøves mellem to ladninger, er Coulombs lov, præsenteret af følgende udtryk:
Undertekst:
F - Elektrisk kraft (N - Newton)
k0 - Elektrostatisk vakuumkonstant (k0 = 9,0,109 N.m² / C²)
hvad1,hvad2 - Elektriske opladninger 1 og 2 (C - Coulombs)
d - Afstand mellem belastning 1 og 2 (m)
Elektrisk felt
O elektrisk felt det er en fysisk størrelse vektor tilskrives elektriske belastninger. Enhver elektrisk ladning påvirker rummet omkring det på grund af dets elektriske felt. Vi kan derfor forstå det elektriske felt som den indflydelse, som elektriske ladninger udøver på deres omgivelser. Den elektriske feltenhed i det internationale system for enheder er NewtonomCoulomb (N / C) eller Volt pr. Meter (V / m), da begge er enheder ækvivalenter.
Se et eksempel:
En given position i rummet har et elektrisk felt på 12,0 N / C genereret af en elektrisk ladning. Når en elektrisk opladning på 1,0 ° C er placeret i denne position, vil den blive påvirket af en elektrisk kraft af modul, der er lig med 12,0 N. Hvis denne afgift var 2,0 ° C, hun ville lide en elektrisk kraft af 24,0 N.
Det elektriske felt genereret af en elektrisk ladning Q1 kan beregnes ved hjælp af følgende udtryk:
I ovenstående udtryk er variablen d er afstanden fra det punkt, hvor du vil måle styrken af det elektriske felt til den elektriske ladnings position.
Elektrisk potentiale
O elektrisk potentiale det er en fysisk størrelse klatre fuldt ud repræsenteret af sit modul og måle i Volt (V) i System jeginternationali Ubånd. Denne størrelse måler beløbetienergi leveres af et elektrisk felt for hver Coulomb af gods.
Når en partikel er i et område af rummet udsat for et elektrisk potentiale på 100,0V, vil den have gemt 100,0 J med den (joules) af energi for hver 1,0 C elektrisk ladning, den præsenterer. Hvis din last er fra 2,0 ° C, hun vil have en energi af 200,0 J, Følgelig.
O potentielelektrisk genereret af et modul elektrisk ladning Q1 kan beregnes ved hjælp af følgende udtryk:
elektrisk potentiel energi
Hvornår toeller mere elektriske ladninger er fastgjort på afstand d mellem dem gemmer de en form for energi kaldet elektrisk potentiel energi. Hvis en af disse afgifter frigøres, vil denne energi blive omdannet til energikinetik, for eksempel. Denne energi måles i joules i det internationale enhedssystem.
Vi kan beregne den elektriske potentielle energi mellem ladninger ved hjælp af følgende udtryk:
Elektrostatiske formler
Se her de vigtigste formler, der anvendes i studiet af elektrostatik.
→ Elektrisk opladningsformel
Denne formel bruges til at beregne mængden af overskydende eller manglende elektrisk ladning i en krop. Det kan også bruges til at beregne antallet af manglende eller overskydende elektroner.
→ Elektrisk feltformel
Det bruges til at bestemme styrken af et elektrisk felt produceret af en punktladning hvad1på afstand d af denne belastning:
→ Elektrisk potentialeformel
Det elektriske potentiale ved en punktfordeling af ladninger kan beregnes ved hjælp af følgende formel:
→ Formel for elektrisk kraft (Coulombs lov)
Formlen, der kan bruges til at beregne den kraft, som en elektrisk ladning hvad1 udøver en elektrisk opladning hvad2, adskilt af en afstand d, bestemmes af Coulombs lov:
→ Elektrisk potentiel energiformel
Vi kan beregne modulet for elektrisk potentiel energi mellem to ladninger hvad1 og hvad2, adskilt af en afstand d, gennem følgende formel:
Resumé
Elektrostatik er det fysikfelt, der studerer fænomener produceret af elektriske ladninger i hvile;
Enhver elektrisk ladning påvirker rummet omkring det gennem en fysisk fysisk størrelse kaldet et elektrisk felt;
Det elektriske felt er et mål for den elektriske kraft, der udøves på hver ladningsenhed;
Linjerne vinkelret på de elektriske feltlinjer definerer størrelsen af det elektriske potentiale, der produceres af de elektriske ladninger;
Den elektriske potentielle energi mellem to ladninger er en skalar størrelse, der er angivet i Joule og måler mængden af energi forbundet med frastødning og gensidig tiltrækning mellem elektriske ladninger;
Modulet af den elektriske kraft mellem to elektriske ladninger kan bestemmes ud fra Coulombs lov.
Løst elektrostatisk øvelse
En elektrisk opladning på 2,0 µC fast og af ubetydelig størrelse genererer i en afstand af 0,5 m, et elektrisk felt og et elektrisk potentiale svarende til:
Data: k0 = 9.109 N.m² / C².
a) 72.10-3 N / C og 3.6.103 V
b) 12.104 N / C og 36.105 V
c) 72.103 N / C og 54.103 V
d) 72.102 N / C og 3.6.104 V
e) 7.2.103 N / C og 3.6.10-3 V
Feedback: Bogstav B
Løsning:
Markelektrisk og potentielelektrisk de er egenskaber, der er forbundet med en enkelt elektrisk ladning i rummet. For at beregne Markelektrisk af denne belastning bruger vi følgende ligning:
Ved at tage de data, der leveres i træningserklæringen, skal vi:
For at beregne potentielelektrisk produceret af denne belastning i samme afstand (0,5 m), bruger vi følgende ligning:
Med de data, der er informeret i erklæringen, har vi følgende beslutning:
Af Rafael Hellerbrock
Master i fysik
