Sähköstaattisuus: mikä se on, kaavat ja harjoitukset

sähköstaattiset se on se osa alueen alueesta, joka tutkii sähkövarauksia ilman liikkumista eli lepotilassa.

Sähköstaattinen suoja

Sähköstaattinen suojaus tekee sähkökentästä tyhjän. Tämä tapahtuu johtuen ylimääräisten sähkövarausten jakautumisesta johtimessa. Saman merkin maksuilla on taipumus siirtyä pois, kunnes ne lepäävät.

Sitä Michael Faraday osoitti Faradayn häkki. Tässä kokeessa kemisti istui häkissä, joka altistettiin sähköpurkaukselle, ja jätti sen ilman mitään tapahtumista hänelle.

Lue myös:

• Faradayn laki
• Faradayn vakio

Voima ja sähköstaattinen energia

Sähköstaattinen voima on kahden sähkövarauksen välisen sähköstaattisen vuorovaikutuksen voima vetovoiman ja työnnön kautta.

Se lasketaan Coulombin laki, joka ilmaistaan ​​seuraavalla kaavalla:

Missä,

k = sähköstaattinen vakio
q1 ja q2 = sähkövaraus
r = latausten välinen etäisyys

Sähköstaattiseen vakioon, joka tunnetaan myös nimellä Coulomb-vakio, vaikuttaa ympäristö, jossa sähkövarat kohtaavat. Siten sähköstaattinen vakio vaikuttaa voiman arvoon.

Yleensä tyhjiössä sen arvo on 9,10⁹ Nm² / Dz, mutta se voi näkyä muissa medioissa, esimerkiksi:

• Vesi 1.1.10⁸ Nm² / Dz
• Bentseeni 2,3,10⁹ Nm² / Dz
• Öljy 3.6.10⁹ Nm² / Dz

Sähköstaattinen energia tai sähköpotentiaalienergia on energiaa, joka syntyy ylimääräisistä sähkövarauksista kitkana. Se mitataan seuraavalla kaavalla:

Missä,

k = sähköstaattinen vakio
Q = lähteen kuormitus
mitä = todiste tai testikuorma
d = latausten välinen etäisyys

Sähkökenttä

Sähkökenttä se on paikka, jossa sähkövarat keskitetään, jonka intensiteetti mitataan seuraavalla kaavalla:

Missä,

JA = sähkökenttä
F = sähkövoima
mitä = sähkövaraus

Sähkövaraus

Klo sähkövaraus ne ovat seurausta kuormien vetovoimasta tai torjunnasta. Samanlaiset lataukset karkottavat toisiaan, kun taas toiset houkuttelevat.

Ne mitataan coulombissa ja pienin sellainen luonnossa esiintyvä varaus on perusvaraus (e = 1,6 .10^-19 Ç).

Sähkövarauskaava on:

Q = ei

Missä,

Q = sähkövaraus
ei = elektronien lukumäärä
ja = perusvaraus

Kaavat

Edellä mainittujen sähköstaattisten kaavojen lisäksi käytetään myös seuraavia:

Sähköinen potentiaali

Missä:

V = sähköpotentiaali
Ep = potentiaalinen energia
Q = Sähkövaraus

Mahdollinen eroavaisuus

U = v_B -v

Missä,

U = potentiaaliero
v = sähköpotentiaali a
v_B = sähköpotentiaali b: ssä

Tietää enemmän:

• Sähkövoima
• Sähköistysprosessit
• Sähkövirta
• Sähköstaattinen: Harjoitukset

Elektrostaatti vs. elektrodynamiikka

Vaikka elektrostaatti tutkii sähkövarauksia ilman liikettä, Elektrodynamiikka tutkii liikkuvia kuormia.

Elektrostaatti ja elektrodynamiikka ovat siis fysiikan tutkimusalueita, jotka on omistettu sähköä.

Näiden alueiden lisäksi on myös Sähkömagneetti, joka tutkii sähkön kykyä houkutella ja torjua pylväitä.

Valintakokeen harjoitukset

1. (UDESC-2013) Kaksi identtistä, johtavasta materiaalista valmistettua palloa, A ja B, sisältävät varauksia + 3e ja -5e ja ovat kosketuksissa. Tasapainon jälkeen pallo A asetetaan kosketukseen toisen identtisen pallon C kanssa, jonka sähkövaraus on + 3e. Tarkista vaihtoehto, joka sisältää pallon A lopullisen sähkövarauksen arvon.

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

Katso Vastaus

c) + 1e

Katso myös: Sähkövaraus: Harjoitukset

2. (UFRR-2016) Suorakulmainen alueen A taso, kansainvälisessä järjestelmässä (SI), ladataan sähkövarauksella + Q, joka on jakautunut tasaisesti koko pinnalle. Mikä on sähkövarauksen tiheys tällä alueella?

a) Muuttuja arvo coulomb / m yksikköinä
b) + Q / A-kulma / m²
c) + Q-kulma / m⁴
d) -Q kulma / m⁵
e) 10 Q-kulma / m

Katso Vastaus

b) + Q / A-kulma / m2

Katso myös: Coulombin laki - Harjoitukset

3. (UEL-2011) Polyuretaanin hydrofobinen luonne liittyy sähköstaattiseen työntövoimaan materiaalimolekyylit ja vesimolekyylit, fyysinen ilmiö, joka tapahtuu kappaleiden välillä, joiden sähkövaraus on sama merkki. On oikein sanoa, että sähköstaattinen työntövoima

a) sillä on päinvastainen suunta sähköisesti neutraalien kappaleiden väliseen sähköstaattisen vetovoiman voimaan
b) on suurempi kahden ruumiin välillä, joilla on sama sähkövaraus + Q, kuin kahden ruumiin välillä, joilla on sama sähkövaraus -Q
c) on kaksi kertaa suurempi, jos kuormitettujen kappaleiden välistä etäisyyttä pienennetään puoleen
d) kasvaa sähköisesti varautuneiden kappaleiden välisen etäisyyden neliön kanssa
e) on suoraan verrannollinen sähköisesti varautuneiden kappaleiden varauksen määrään

Katso Vastaus

e) on suoraan verrannollinen sähköisesti varautuneiden kappaleiden varauksen määrään.

Katso myös: Sähkövoima