ηλεκτροστατική είναι ο τομέας της Φυσικής που περιλαμβάνει τη μελέτη των ηλεκτρικών φορτίων σε κατάσταση ηρεμίας. Εσείς πρωτοφανήςηλεκτροστατικός μελετήθηκε από αυτόν τον τομέα της γνώσης προκύπτει ως αποτέλεσμα του δύναμησεαξιοθεατο και αποστροφή ότι τα ηλεκτρικά φορτία ασκούνται το ένα στο άλλο. Σε αυτό το κείμενο, θα μιλήσουμε για μερικές από τις κύριες ιδιότητες των Ηλεκτροστατικών, όπως το φορτίο ηλεκτρικό, ηλεκτρισμό, ηλεκτρική δύναμη, ηλεκτρικό δυναμικό, ηλεκτρικό πεδίο και δυνητική ενέργεια ηλεκτρικός.
ηλεκτρικό φορτίο
Ο ηλεκτρικό φορτίο είναι ιδιοκτησίαεσωτερικός (σωστά) των θεμελιωδών σωματιδίων της ύλης, όπως πρωτόνια και ηλεκτρόνια, καθώς και το ζυμαρικά. Τα ηλεκτρικά ουδέτερα σώματα έχουν το ίδιο ποσό ηλεκτρικών φορτίων θετικός και αρνητικός. Η μονάδα ηλεκτρικής φόρτισης στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το Κουλόμβ (ΝΤΟ).
Επιπλέον, το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια φυσική ποσότητα ποσοτικοποιημένος, δηλαδή, έχει αξίαΕλάχιστο, έτσι ώστε όχιείναι δυνατό βρείτε ηλεκτρικά σώματα με ηλεκτρική μονάδα φόρτισης
μικρότερη από αυτήν την τιμή, που ονομάζεται θεμελιώδες φορτίο, συνήθως δηλώνεται με το γράμμα και.Τα πρωτόνια και τα ηλεκτρόνια έχουν ακριβώς αυτήν την τιμή ηλεκτρικού φορτίου 1,6.10-19 ΝΤΟ. Επομένως, όταν ένα σώμα φορτίζεται ηλεκτρικά, το φορτίο του είναι a πολλαπλούςολόκληρος δίνει χρέωσηθεμελιώδης, δεδομένου ότι η ηλεκτροδότηση πραγματοποιείται από το πρόσθεση ή μετακίνηση σε ηλεκτρόνια, από το πρωτόνια συνδέονται εντός του πυρήνεςατομικός.
Υπότιτλος:
Ερ - Ηλεκτρική μονάδα φόρτισης (C - Coulombs)
όχι - Αριθμός ελλειπόντων ή υπερβολικών ηλεκτρονίων
και - Θεμελιώδες φορτίο (1.6.10-19 ΝΤΟ)
Κοίταεπίσης:Πέντε διασκεδαστικά γεγονότα σχετικά με τις ακτίνες που θα κάνουν τα μαλλιά σας να σταθούν στο τέλος
Χάρτης μυαλού: Ηλεκτροστατική
* Για να κατεβάσετε τον χάρτη μυαλού σε PDF, Κάντε κλικ ΕΔΩ!
Εξηλεκτρισμός
Εξηλεκτρισμός είναι κάθε διαδικασία ικανή να δημιουργήσει ένα διαφορά εισάγετε τον αριθμό του φορτίαθετικός και αρνητικός ενός σώματος. Όταν ένα σώμα έχει τον ίδιο αριθμό θετικών και αρνητικών φορτίων, λέμε ότι είναι ουδέτερος; αν αυτοί οι αριθμοί είναι διαφορετικοί, λέμε ότι είναι ηλεκτρισμένο.
Υπάρχουν βασικά τρεις διαδικασίες ηλεκτροδότησης: α ηλεκτροδότηση μέσω επαφής, ανάτριβή και με επαγωγή:
Ο εξηλεκτρισμόςανάΕπικοινωνία περιλαμβάνει δύο σώματα αγωγοί, και τουλάχιστον ένα από αυτά πρέπει να είναι ηλεκτρικάφορτωμένος. Όταν τα δύο σώματα έρχονται σε επαφή, τα ηλεκτρικά τους φορτία διαιρούνται έως ότου τα δύο υπό το ίδιο ηλεκτρικό δυναμικό. Στο τέλος της διαδικασίας, τα σώματα είναι παρόντα το ίδιο σημάδι φορτίων.
Ο ηλεκτρισμός τριβής περιλαμβάνει την παροχή ενέργειας σε δύο σώματα μέσω του τριβή μεταξυ τους. Κατά τη διάρκεια της τριβή (τριβή), μερικά ηλεκτρόνια σχίζονται από ένα από τα σώματα και στη συνέχεια συλλαμβάνονται από το άλλο σώμα. Επομένως, είναι απαραίτητο να επαληθευτεί η συγγένεια αυτών των δύο σωμάτων σε αυτόν τον τύπο ηλεκτροδότησης, συμβουλευόμενοι το τριβοηλεκτρική σειρά.
Ο εξηλεκτρισμόςανάεπαγωγή συμβαίνει από προσέγγισησυγγενής ανάμεσα σε ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα, που ονομάζεται a επαγωγέας, και ένα αγώγιμο σώμα, που ονομάζεται προκαλείται. Η παρουσία του επαγωγέα δημιουργεί α διαχωρισμός των φορτίων στο επαγόμενο σώμα, πρόσκληση του πόλωση. Από αυτόν τον διαχωρισμό, ο οπλισμός στηρίζεται στο έδαφος, προκαλώντας τη ροή των φορτίων του μέσω ενός καλωδίου γείωσης.
Όλες οι διαδικασίες ηλεκτροδότησης πραγματοποιούνται σύμφωνα με το Αρχέςσεδιατήρησηδίνειχρέωσηηλεκτρικός και του ενέργεια, δηλαδή, πριν και μετά την ηλεκτροδότηση, ο αριθμός των φορτίων και η ποσότητα ενέργειας μεταξύ των φορτίων πρέπει να είναι το ίδιο.
Κοίταεπίσης: Γιατί τα πουλιά συνήθως δεν συγκλονίζονται από ηλεκτρικά καλώδια;
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
ηλεκτρική δύναμη
Δύο ηλεκτρικά φορτισμένα σώματα μπορούν να ασκήσουν έλξη ή απώθηση μεταξύ τους ανάλογα με το σήμα φόρτισης τους. Σώματα με ηλεκτρικά φορτία ίσα σημάδια απωθήστε ο ένας τον άλλον και σώματα των οποίων τα ηλεκτρικά φορτία αντίθετα σημάδιαπροσελκύουν ο ένας τον άλλον.
Ο νόμος που μας επιτρέπει να υπολογίσουμε το συντελεστή της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται μεταξύ δύο φορτίων είναι ο Νόμος του Coulomb, που παρουσιάζεται από την ακόλουθη έκφραση:
Υπότιτλος:
φά - Ηλεκτρική δύναμη (N - Newtons)
κ0 - Σταθερά ηλεκτροστατικού κενού (k0 = 9,0.109 N.m² / C²)
τι1,τι2 - Ηλεκτρικά φορτία 1 και 2 (C - Coulombs)
ρε - Απόσταση μεταξύ φορτίων 1 και 2 (m)
Ηλεκτρικό πεδίο
Ο ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα φυσικό μέγεθος διάνυσμα αποδίδεται σε ηλεκτρικά φορτία. Κάθε ηλεκτρικό φορτίο επηρεάζει τον χώρο γύρω από αυτό λόγω του ηλεκτρικού του πεδίου. Μπορούμε λοιπόν να κατανοήσουμε το ηλεκτρικό πεδίο ως την επίδραση που ασκούν τα ηλεκτρικά φορτία στο περιβάλλον τους. Η μονάδα ηλεκτρικού πεδίου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι η ΝεύτοανάΚουλόμβ (N / C) ή το Volt ανά μέτρο (V / m), καθώς και τα δύο είναι μονάδες ισοδύναμα.
Δείτε ένα παράδειγμα:
Μια δεδομένη θέση στο διάστημα έχει ηλεκτρικό πεδίο 12,0 N / C παράγεται από ηλεκτρικό φορτίο. Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο 1.0C τοποθετείται σε αυτήν τη θέση, θα επηρεάζεται από μια ηλεκτρική δύναμη συντελεστή ίση με 12.0 Ν. Εάν αυτή η χρέωση ήταν 2.0C, θα υποφέρει μια ηλεκτρική δύναμη 24,0 Β.
Το ηλεκτρικό πεδίο που παράγεται από ηλεκτρικό φορτίο Ερ1 μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη έκφραση:
Στην παραπάνω έκφραση, η μεταβλητή ρε είναι η απόσταση από το σημείο στο οποίο θέλετε να μετρήσετε την ισχύ του ηλεκτρικού πεδίου έως τη θέση του ηλεκτρικού φορτίου.
Ηλεκτρικό δυναμικό
Ο ηλεκτρικό δυναμικό είναι ένα φυσικό μέγεθος αναρρίχηση εκπροσωπείται πλήρως από τη μονάδα και μετρά το Βολτ (V) στο Σύστημα ΕγώΔιεθνέςσε Εδεσμοί. Αυτό το μέγεθος μετρά το το ποσόσεενέργεια παρέχεται από ένα ηλεκτρικό πεδίο για καθένα Κουλόμβ φορτίου.
Όταν ένα σωματίδιο βρίσκεται σε μια περιοχή του χώρου που υπόκειται σε ηλεκτρικό δυναμικό 100.0V, θα έχει αποθηκεύσει 100.0 J μαζί του (joules) ενέργειας για κάθε 1,0 C ηλεκτρικού φορτίου που παρουσιάζει. Εάν το φορτίο σας είναι από 2.0C, θα έχει μια ενέργεια 200,0 Ι, Συνεπώς.
Ο δυνητικόςηλεκτρικός παράγεται από ηλεκτρικό φορτίο μονάδας Ερ1 μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας την ακόλουθη έκφραση:
ηλεκτρική ενέργεια
Πότε δύοή περισσότερο τα ηλεκτρικά φορτία καθορίζονται σε απόσταση ρε Ανάμεσά τους αποθηκεύουν μια μορφή ενέργειας που ονομάζεται ηλεκτρική ενέργεια. Εάν απελευθερωθεί μία από αυτές τις χρεώσεις, αυτή η ενέργεια θα μετατραπεί σε ενέργειακινητική, για παράδειγμα. Αυτή η ενέργεια μετριέται σε joules στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων.
Μπορούμε να υπολογίσουμε την ηλεκτρική ενέργεια μεταξύ των φορτίων χρησιμοποιώντας την ακόλουθη έκφραση:
Τύποι ηλεκτροστατικής
Δείτε εδώ τους κύριους τύπους που χρησιμοποιούνται στη μελέτη Ηλεκτροστατικής.
→ Τύπος ηλεκτρικού φορτίου
Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ποσότητας περίσσειας ή ελλείπουσας ηλεκτρικής φόρτισης σε ένα σώμα. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του αριθμού των ηλεκτρονίων που λείπουν ή υπερβάλλονται.
→ Τύπος ηλεκτρικού πεδίου
Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ισχύος ενός ηλεκτρικού πεδίου που παράγεται από ένα ηλεκτρικό φορτίο σημείου τι1σε μια απόσταση ρε αυτού του φορτίου:
→ Τύπος ηλεκτρικού δυναμικού
Το ηλεκτρικό δυναμικό μιας σημείου κατανομής φορτίων μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
→ Τύπος ηλεκτρικής δύναμης (νόμος Coulomb)
Ο τύπος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της δύναμης που ένα ηλεκτρικό φορτίο τι1 ασκεί με ηλεκτρικό φορτίο τι2, χωρίζεται με απόσταση d, καθορίζεται από το νόμο του Coulomb:
→ Τύπος ηλεκτρικού δυναμικού
Μπορούμε να υπολογίσουμε το συντελεστή ηλεκτρικής δυναμικής ενέργειας μεταξύ δύο φορτίων τι1 και τι2, χωρίζονται από απόσταση ρε, μέσω του ακόλουθου τύπου:
Περίληψη
Η ηλεκτροστατική είναι ο τομέας της Φυσικής που μελετά τα φαινόμενα που παράγονται από ηλεκτρικά φορτία σε κατάσταση ηρεμίας.
Κάθε ηλεκτρικό φορτίο επηρεάζει το χώρο γύρω από αυτό μέσω μιας φυσικής ποσότητας φορέα που ονομάζεται ηλεκτρικό πεδίο.
Το ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα μέτρο της ηλεκτρικής δύναμης που ασκείται σε κάθε μονάδα φόρτισης.
Οι γραμμές κάθετες προς τις γραμμές ηλεκτρικού πεδίου καθορίζουν το μέγεθος του ηλεκτρικού δυναμικού που παράγεται από τα ηλεκτρικά φορτία.
Η ενέργεια ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ δύο φορτίων είναι μια κλιμακωτή ποσότητα που δίνεται σε Joules και μετρά την ποσότητα ενέργειας που σχετίζεται με την απώθηση και την αμοιβαία έλξη μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων.
Ο συντελεστής της ηλεκτρικής δύναμης μεταξύ δύο ηλεκτρικών φορτίων μπορεί να προσδιοριστεί από το νόμο του Coulomb.
Επίλυση Ηλεκτροστατικής Άσκησης
Ηλεκτρικό φορτίο 2,0 μC σταθερό και αμελητέο μέγεθος δημιουργεί, σε απόσταση 0,5 μ, ηλεκτρικό πεδίο και ηλεκτρικό δυναμικό αντίστοιχα με:
Δεδομένα: κ0 = 9.109 N.m² / C².
α) 72.10-3 N / C και 3.6.103 Β
β) 12.104 N / C και 36.105 Β
γ) 72.103 N / C και 54.103 Β
δ) 72.102 N / C και 3.6.104 Β
ε) 7.2.103 N / C και 3.6.10-3 Β
Ανατροφοδότηση: Γράμμα Β
Ανάλυση:
Πεδίοηλεκτρικός και δυνητικόςηλεκτρικός είναι ιδιότητες εγγενείς σε ένα μόνο ηλεκτρικό φορτίο στο διάστημα. Για τον υπολογισμό του πεδίοηλεκτρικός αυτού του φορτίου, χρησιμοποιούμε την ακόλουθη εξίσωση:
Λαμβάνοντας τα δεδομένα που παρέχονται από τη δήλωση άσκησης, πρέπει:
Για τον υπολογισμό του δυνητικόςηλεκτρικός παράγεται από αυτό το φορτίο στην ίδια απόσταση (0,5 m), χρησιμοποιούμε την ακόλουθη εξίσωση:
Λαμβάνοντας τα δεδομένα που αναφέρονται στη δήλωση, έχουμε την ακόλουθη ανάλυση:
Από τον Rafael Hellerbrock
Μεταπτυχιακό στη Φυσική
