sähköstaattiset on fysiikan alue, joka kattaa lepotilassa olevien sähkövarausten tutkimuksen. Sinä ilmiöitäsähköstaattinen tämän tietämysalueen tutkimat syntyvät vahvuussisäänvetovoima ja hylkääminen että sähkövaraus kohdistuu toisiinsa. Tässä tekstissä puhumme joistakin sähköstaattisten ominaisuuksien, kuten varauksen, ominaisuuksista sähkö, sähköistys, sähkövoima, sähköpotentiaali, sähkökenttä ja potentiaalienergia sähköinen.
sähkövaraus
THE sähkövaraus On omaisuusluonnostaan (oikea) aineen perushiukkasista, kuten protonit ja elektronit, samoin kuin pasta. Sähköisesti neutraaleissa kappaleissa on sama määrä sähkövarauksia positiivinen ja negatiivinen. Sähkövarausyksikkö Kansainvälinen yksikköjärjestelmä se on Coulomb (Ç).
Lisäksi sähkövaraus on fyysinen määrä kvantitoitu, eli sillä on arvoMinimi, jotta eise on mahdollista löytää kappaleita, jotka on sähköistetty sähkövarausmoduulilla vähemmän kuin tämä arvo, olla nimeltään peruskuorma, yleensä merkitty kirjaimella ja.
Protoneilla ja elektroneilla on täsmälleen tämä sähkövarausarvo, noin
1,6.10-19 Ç. Siksi kun runko on sähköisesti varattu, sen varaus on a useitakoko antaa veloittaaperustavanlaatuinen, koska sähköistys tapahtuu lisäys tai poistaminen sisään elektronit, koska protonit ovat yhteydessä toisiinsa ytimetatomi.
Alaotsikko:
Q - Sähkövarausmoduuli (C - Coulombs)
ei - Puuttuvien tai ylimääräisten elektronien määrä
ja - Peruskuorma (1.6.10-19 Ç)
Katsomyös:Viisi hauskaa tietoa säteistä, jotka saavat hiuksesi seisomaan
Miellekartta: Sähköstaattinen
* Voit ladata mielikartan PDF-muodossa. Klikkaa tästä!
Sähköistys
Sähköistys on jokainen prosessi, joka kykenee tuottamaan a ero syötä numero kuormiapositiivinen ja negatiivinen ruumiin. Kun kehossa on sama määrä positiivisia ja negatiivisia varauksia, sanomme sen olevan neutraali; jos nämä luvut ovat erilaiset, sanomme hänen olevan sähköistetty.
Sähköistysprosesseja on periaatteessa kolme: a sähköistäminen kosketuksella, perkitka ja induktiolla:
THE sähköistysperottaa yhteyttä mukana kaksi elintä johtimet, ja ainakin yhden niistä on oltava sähköisestiladattu. Kun nämä kaksi elintä joutuvat kosketuksiin, niiden sähkövarat jakautuvat, kunnes ne ovat saman sähköpotentiaalin alla. Prosessin lopussa läsnä olevat elimet sama merkki kuormia.
THE kitkasähköistys sisältää energian toimituksen kahteen kehoon kitka heidän välillään. Aikana kitka (kitka), jotkut elektronit repeytyvät jostakin ruumiista ja siepataan sitten toiseen kehoon. Siksi on tarpeen tarkistaa näiden kahden kappaleen affiniteetti tämäntyyppisessä sähköistyksessä kuulemalla triboelektrinen sarja.
THE sähköistysperinduktio tapahtuu lähentäminensuhteellinen sähköisesti varautuneen rungon välillä, jota kutsutaan a kela, ja johtava kappale, nimeltään aiheuttama. Induktorin läsnäolo tuottaa a varausten erottaminen indusoidussa kehossa, puhelu polarisaatio. Tästä erotuksesta ankkuri maadoitetaan maahan, jolloin sen varaukset virtaavat maadoitusjohdon läpi.
Kaikki sähköistysprosessit tapahtuvat standardin mukaisesti Periaatteetsisäänsuojeluantaaveloittaasähköinen ja energiaaeli ennen sähköistystä ja sen jälkeen, latausten lukumäärä ja latausten välinen energiamäärä täytyy olla sama.
Katsomyös: Miksi lintuja ei yleensä järkytä sähköjohdoista?
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
sähkövoima
Kaksi sähköisesti varautunutta kappaletta voi kohdistaa tai torjua toisiaan lataussignaalin mukaan. Rungot, joiden sähkövaraus on tasa-arvomerkit hylkäävät toisiaan ja kappaleita, joiden sähkövarat ovat vastakkaiset merkithoukutella toisiaan.
Laki, jonka avulla voimme laskea kahden varauksen välisen sähkövoiman moduulin, on Coulombin laki, joka esitetään seuraavalla lausekkeella:
Alaotsikko:
F - Sähkövoima (N - Newton)
k0 - sähköstaattinen vakuumivakio (k0 = 9,0109 N.m² / C²)
mitä1,mitä2 - Sähkövaraus 1 ja 2 (C - Coulombs)
d - Kuormien 1 ja 2 välinen etäisyys (m)
Sähkökenttä
O sähkökenttä se on fyysinen suuruus vektori johtuu sähkökuormista. Jokainen sähkövaraus vaikuttaa ympäröivään tilaan sähkökentänsä vuoksi. Voimme siis ymmärtää sähkökentän vaikutuksena, jonka sähkövaraukset aiheuttavat ympäristöönsä. Kansainvälisen yksikköjärjestelmän sähkökenttäyksikkö on NewtonperCoulomb (N / C) tai volttia metriä kohti (V / m), koska molemmat ovat yksiköitä vastaavia.
Katso esimerkki:
Tietyllä avaruusasennolla sähkökenttä on 12,0 N / C sähkövaraus. Kun sähkövaraus 1.0C asetetaan tähän asentoon, siihen vaikuttaa sähköinen voima, jonka moduuli on yhtä suuri kuin 12,0 N. Jos tämä maksu oli 2.0C, hän kärsisi sähkövoimasta 24,0 N.
Sähkövarauksen tuottama sähkökenttä Q1 voidaan laskea seuraavalla lausekkeella:
Yllä olevassa lausekkeessa muuttuja d on etäisyys pisteestä, jossa haluat mitata sähkökentän voimakkuuden, sähkövarauksen sijaintiin.
Sähköinen potentiaali
O sähköinen potentiaali se on fyysinen suuruus kiivetä kokonaisuudessaan edustettuna moduulillaan ja mittarillaan Volttia (V) Järjestelmä Minäkansainvälinensisään Usiteet. Tämä suuruus mittaa määräsisäänenergiaa tarjoaa sähkökenttä kullekin Coulomb rahtia.
Kun hiukkanen on avaruusalueella, jolle altistetaan 100,0 V, se on tallentanut siihen 100,0 J (joulea) energiaa jokaista 1,0 C: n sähkövarausta kohti. Jos rahtisi tulee 2.0C, hänellä on energiaa 200,0 JNäin ollen.
O potentiaaliasähköinen generoi moduulin sähkövaraus Q1 voidaan laskea seuraavalla lausekkeella:
sähköpotentiaalienergia
Kun kaksitai enemmän sähkövaraus on kiinteä etäisyydellä d niiden välillä ne varastoivat energiamuodon, jota kutsutaan sähköpotentiaalienergia. Jos yksi näistä varauksista vapautuu, tämä energia muuttuu energiaakinetiikka, esimerkiksi. Tämä energia mitataan joulea kansainvälisessä mittayksikköjärjestelmässä.
Voimme laskea sähköpotentiaalienergian varausten välillä seuraavalla lausekkeella:
Sähköstaattiset kaavat
Tarkista täältä sähköstaattisen tutkimuksen pääkaavat.
→ Sähkövarauskaava
Tätä kaavaa käytetään laskemaan ylimääräisen tai puuttuvan sähkövaroituksen määrä kehossa. Sitä voidaan käyttää myös puuttuvien tai ylimääräisten elektronien määrän laskemiseen.
→ Sähkökentän kaava
Sitä käytetään pistekohtaisen varauksen tuottaman sähkökentän voimakkuuden määrittämiseen mitä1matkan päästä d tästä kuormasta:
→ Sähköpotentiaalikaava
Varauspisteiden jakauman sähköinen potentiaali voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
→ Sähkövoiman kaava (Coulombin laki)
Kaava, jota voidaan käyttää laskemaan sähkövarauksen voima mitä1 kohdistuu sähkövaraukseen mitä2, erotettu etäisyydellä d, määritetään Coulombin lailla:
→ Sähköpotentiaalienergiakaava
Voimme laskea sähköpotentiaalien moduulin kahden varauksen välillä mitä1 ja mitä2, erotettu etäisyydellä d, seuraavan kaavan avulla:
Yhteenveto
Elektrostaatti on fysiikan ala, joka tutkii lepotilassa olevien sähkövarausten tuottamia ilmiöitä;
Jokainen sähkövaraus vaikuttaa ympäröivään tilaan fyysisen vektorimäärän kautta, jota kutsutaan sähkökentäksi;
Sähkökenttä on mitta jokaiselle varausyksikölle kohdistetusta sähkövoimasta;
Sähkökentän linjoihin kohtisuorassa olevat viivat määrittävät sähkövarausten tuottaman sähköpotentiaalin suuruuden;
Kahden latauksen välinen sähköpotentiaalienergia on skalaarinen määrä, joka ilmoitetaan jouleina ja mittaa energian määrää, joka liittyy hylkimiseen ja keskinäiseen vetovoimaan sähkövarausten välillä;
Kahden sähköpanoksen välinen sähkövoiman moduuli voidaan määrittää Coulombin laista.
Ratkaistu sähköstaattinen harjoitus
Sähkövaraus 2,0 uC kiinteä ja merkityksetön koko tuottaa etäisyydellä 0,5 m, sähkökenttä ja sähköpotentiaali vastaavat:
Tiedot: k0 = 9.109 N.m² / C².
a) 72.10-3 N / C ja 3.6.103 V
b) 12.104 N / C ja 36,105 V
c) 72,103 N / C ja 54,103 V
d) 72,102 N / C ja 3.6.104 V
e) 7.2.103 N / C ja 3.6.10-3 V
Palaute: Kirje B
Resoluutio:
Alasähköinen ja potentiaaliasähköinen ne ovat ominaisuuksia, jotka ovat luonteenomaisia yhdelle avaruuden varaukselle. Laskea alasähköinen Tästä kuormasta käytämme seuraavaa yhtälöä:
Kun otetaan huomioon harjoitusselvityksen sisältämät tiedot, meidän on
Laskea potentiaaliasähköinen tämän kuorman tuottamasta samalla etäisyydellä (0,5 m), käytämme seuraavaa yhtälöä:
Ottaen lausunnossa ilmoitetut tiedot, meillä on seuraava päätöslauselma:
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan maisteri
