A elektromos erő az az erő, amely akkor keletkezik, ha két elektromos töltés kölcsönhatásba lép egymás elektromos mezőivel. Ennek intenzitását a segítségével számítjuk ki Coulomb törvénye.
Iránya a töltéseket összekötő képzeletbeli vonal, iránya pedig az elektromos töltések előjelei szerint változik. Így amikor \(q\geq0\), az erők közötti irány vonzó. De amikor \(q<0\), az erők közötti irány taszító.
A Coulomb-törvény amellett, hogy az erő számításánál használatos, összekapcsolja ezt az elektrosztatikus erőt a töltések és a behelyezett környezet közötti távolság négyzetével. Az elektromos erő munkája meghatározható az energiamennyiséggel, amelyet a elektromos töltő el kell jutnia egyik helyről a másikra, függetlenül a választott útvonaltól.
Olvasd el te is: Hogyan működik az elektromos töltések mozgása?
Elektromos teljesítmény összefoglaló
Az elektromos erő az elektromos töltések közötti kölcsönhatásokkal foglalkozik.
Az elektromos erő iránya megegyezik az elektromos töltéseket összekötő képzeletbeli vonallal. a töltések jeleitől függően vonzó vagy taszító, és ennek intenzitását a Coulomb.
A Coulomb-törvény az elektromos erő nagyságát a két elektromos töltés távolságával társítja.
A hasonló jelek elektromos töltései vonzzák egymást. Az ellentétes előjelű töltések taszítják egymást.
A munka kiszámítható azzal az „erőfeszítéssel”, amelyet az elektromos töltés az egyik pontból a másikba való mozgáshoz tesz.
Ne hagyd abba most... A hirdetés után több is van ;)
Mi az elektromos erő és mi az eredete?
Az elektrosztatikus erő, amelyet általában elektromos erőnek neveznek, része a négynek az univerzum alapvető kölcsönhatásai, valamint az erős nukleáris, gyenge nukleáris és gravitációs erők. Ez akkor jelenik meg, amikor elektromos mező van benne elektromos töltéssel.
Az elektromos erő iránya a következő:
Irány: párhuzamos az elektromos töltéseket összekötő képzeletbeli vonallal.
Érzék: vonzó, ha a töltések azonos előjelűek, vagy taszító, ha a töltetek ellentétes előjelűek.
Intenzitás: a Coulomb-törvény alapján számítva.
Coulomb törvénye
A Coulomb-törvény az a fizikai elv, amely felelős az elektrosztatikus erő és az ugyanabba a közegbe merített elektromos töltés távolsága közötti összefüggésért. Ezt fejlesztette ki Charles-Augustin de Coulomb (1736‒1806) 1785-ben.
Van egy az erő és a terhelés arányossági viszonya, de az erő fordítottan arányos a távolság négyzetével, vagyis ha a távolságot megduplázzuk, az erő csökken \(\frac{1}{4}\) eredeti értékéből.
\(\vec{F}\propto\left| Q_1\right|\ e\left| Q_2\right|\)
\(\vec{F}\propto\frac{1}{d^2}\)
Érdemes megemlíteni, hogy az elektromos töltések előjele milyen fontossággal bír a ható erő irányának meghatározásában közöttük, vonzó az ellenkező előjelű töltések számára, és visszataszító, ha a töltések ellentétes előjelűek. egyenlő.
A Coulomb-törvény képletét a következő képlet képviseli:
\(\vec{F}=k\frac{\left| Q_1\right|\ \bullet\left| Q_2\right|}{d^2}\)
\(\vec{F}\) az elektromosan töltött részecskék közötti kölcsönhatás Newtonban mért ereje [N].
\(\left| Q_1\right|\) és \(\left| Q_2\right|\) a részecskék töltésmoduljai, Coulomb-ban mérve \([Ç]\).
d a töltések közötti távolság méterben [m].
k a közeg elektrosztatikus állandója, mértékegységben \({\left (N\bullet m\right)^2/C}^2\).
Megfigyelés: Az elektrosztatikus állandó a töltések környezetétől függően változik.
→ Videolecke a Coulomb-törvényről
elektromos erőmunka
A munka egy erő alkalmazása az elmozduláshoz, és mindegy, hogy melyik utat választották, amíg ugyanabból a pontból indulnak ugyanarra a helyre.
Erre tekintettel a elektromos erőmunkaaz elektromos töltésre kifejtett erőtől függ hogy átlépje az 1. pont és a 2. pont közötti távolságot, ahogy az a képen látható.
A munkát a következő képlet alapján számítjuk ki:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
W munka, joule-ban mérve \([J]\).
d az eltolt távolság méterben mérve \([m]\).
θ közötti szög \(\vec{F}e\ d,\), fokban mérve.
Olvasd el te is: Elektrosztatika - a fizika területe, amely nyugalmi töltések tanulmányozására szolgál
Elektromos erő és elektromos tér
A elektromos mező elektromos töltés vagy villamosított felület közelében fordul elő, mivel a töltések belső tulajdonsága. A Elektromos erő akkor keletkezik, amikor az elektromos mezők kölcsönhatásba lépnek legalább két elektromos töltés, amint az a képen látható.
Az elektromos térnek az elektromos erőhöz viszonyított orientációjával kapcsolatban:
Irány: ugyanaz, mint az elektromos erő, vagyis párhuzamos az elektromos töltéseket összekötő egyenessel.
Érzék: ugyanaz az erő, ha \(q\geq0\), de szemben az erővel, ha \(q<0\).
Intenzitás: az elektromos tér képletével vagy az elektromos erőt és az elektromos mezőt összekapcsoló képlettel számítjuk ki, az alábbiak szerint:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
q az elektromos töltés, coulombban mérve \([Ç]\).
\(\vec{E}\) az elektromos mező, mértékegységben \([N/C]\).
→ Videó lecke az elektromos mezőről
Elektromos erővel megoldott gyakorlatok
1. kérdés
(Mack-SP) Pontszerű elektromos töltés \(q=4,0\ \mu C\), amely a vákuumban egy P pontban van elhelyezve, nagyságú elektromos erőnek van kitéve \(1,2\ N\). Az elektromos mezőnek abban a P pontban nagysága:
A) \(3.0\bullet{10}^5\ N/C\)
B) \(2,4\bullet{10}^5\ N/C\)
ç) \(1,2\bullet{10}^5\ N/C\)
d) \(4.0\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
és) \(4,8\bullet{10}^{-6}\ N/C\)
Felbontás:
Alternatíva A
Mivel az utasításban az erő értéke megadva van, és a mezőt kérik, használhatjuk a mindkettőre vonatkozó űrlapot:
\(\vec{F}=\left|q\right|\bullet\vec{E}\)
\(1,2=\left|4,0\ \mu\right|\bullet\vec{E}\)
Arra emlékezve \(\mu={10}^{-6}\), nekünk van:
\(1,2=4,0\bullet{10}^{-6}\bullet\vec{E}\)
\(\frac{1,2}{4,0\bullet{10}^{-6}}=\vec{E}\)
\(0,3\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1}\bullet{10}^6=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^{-1+6}=\vec{E}\)
\(3\bullet{10}^5N/C=\vec{E}\)
2. kérdés
Van elektromos töltés \(2.4\bullet{10}^{-4}\ C\) elektromos mezőjében \(6\bullet{10}^4\N/C\) amely 50 cm-rel párhuzamosan mozog a mezőtengellyel. Milyen munkát végez a terhelés?
A)\(W=-7,2\ J\)
B)\(W=14,4\bullet{10}^{-2}\ J\)
ç)\(W=7,2\bullet{10}^{-2}\ J\)
d)\(W=14,4\ J\)
és) \(W=7,2\J\)
Felbontás:
Alternatív E
A munkát és az elektromos erőt összekapcsoló képlet felhasználásával:
\(W=\vec{F}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
Mivel az elektromos erő nem volt megadva, a számítást az elektromos tér és a töltés segítségével végezhetjük el. Emlékezzünk arra, hogy mivel a töltés pozitív, az ereje és a tere azonos irányú, tehát az erő és az eltolt távolság közötti szög 0°:
\(W=\left|q\right|\bullet\vec{E}\bullet d\bullet\cos{\theta}\)
\(W=\left|2,4\bullet{10}^{-4}\right|\bullet\left (6\bullet{10}^4\right)\bullet0,5\bullet\cos0°\)
\(W=14,4\bullet{10}^{-4+4}\bullet0.5\bullet1\)
\(W=14,4\bullet0,5\)
\(W=7,2\J\)
Írta: Pâmella Raphaella Melo
fizika tanár
