אלקטרוסטטיקה זהו החלק באזור החשמל החוקר מטעני חשמל ללא תנועה, כלומר במצב של מנוחה.
מגן אלקטרוסטטי
מיגון אלקטרוסטטי הופך את השדה החשמלי לבטל. זה קורה בגלל חלוקת מטענים חשמליים עודפים במוליך. חיובים של אותו סימן נוטים להתרחק עד שהם מגיעים למנוחה.
זה מה שהוכיח מייקל פאראדיי עם הכלוב של פאראדיי. בניסוי זה ישב הכימאי בתוך כלוב שהיה נתון לפריקה חשמלית והשאיר אותו מבלי שיקרה לו דבר.
קרא גם על:
- חוק פאראדיי
- פאראדיי קבוע
כוח ואנרגיה אלקטרוסטטית
כוח אלקטרוסטטי הוא כוח האינטראקציה האלקטרוסטטית בין שני מטענים חשמליים באמצעות משיכה ודחייה.
זה מחושב על ידי חוק קולומב, המתבטאת בנוסחה הבאה:
איפה,
k = קבוע אלקטרוסטטי
q1 ו- q2 = מטענים חשמליים
ר = מרחק בין טעינות
הקבוע האלקטרוסטטי, המכונה גם קבוע קולומב, מושפע מהסביבה בה נפגשים המטענים החשמליים. לפיכך, הקבוע האלקטרוסטטי משפיע על ערך הכוח.
בדרך כלל בחלל ריק, ערכו הוא 9.109 Nm2 / Ç2, אך הוא יכול להופיע במדיה אחרת, למשל:
- מים 1.1.108 Nm2 / Ç2
- בנזן 2,3.109 Nm2 / Ç2
- נפט 3.6.109 Nm2 / Ç2
אנרגיה אלקטרוסטטית או אנרגיה פוטנציאלית חשמלית היא אנרגיה המופקת על ידי מטענים חשמליים עודפים בחיכוך. זה נמדד על ידי הנוסחה הבאה:
איפה,
k = קבוע אלקטרוסטטי
ש = עומס מקור
מה = הוכחה או עומס בדיקה
ד = מרחק בין טעינות
שדה חשמלי
שדה חשמלי הוא המקום בו מתרכזים מטענים חשמליים, שעוצמתם נמדדת באמצעות הנוסחה:
איפה,
AND = שדה חשמלי
F = כוח חשמלי
מה = מטען חשמלי
מטען חשמלי
בְּ מטענים חשמליים הם תוצאה של משיכה או דחייה של עומסים. מטענים דומים דוחים זה את זה, בעוד שמנוגדים מושכים.
הם נמדדים בקולומב, והמטען הקטן ביותר שנמצא בטבע הוא המטען האלמנטרי (e = 1.6 .10-19 Ç).
נוסחת המטען החשמלי היא:
ש = לא
איפה,
ש = מטען חשמלי
לא = מספר האלקטרונים
ו = מטען יסודי
נוסחאות
בנוסף לנוסחאות האלקטרוסטטיות שהוזכרו לעיל, נעשה שימוש גם בפעולות הבאות:
פוטנציאל חשמלי
איפה:
ו = פוטנציאל חשמלי
Ep = אנרגיה פוטנציאלית
ש = מטען חשמלי
הבדל פוטנציאלי
U = vב -vה
איפה,
U = הבדל פוטנציאלי
vה = פוטנציאל חשמלי בא
vב = פוטנציאל חשמלי ב
יודע יותר:
- כוח חשמלי
- תהליכי חישמול
- זרם חשמלי
- אלקטרוסטטיקה: תרגילים
אלקטרוסטטיקה לעומת אלקטרודינמיקה
בעוד אלקטרוסטטיקה לומדת מטענים חשמליים ללא תנועה, אלקטרודינמיקה לומד העברת עומסים.
אלקטרוסטטיקה ואלקטרודינמיקה הם אפוא תחומי לימוד בפיזיקה המוקדשים להיבטים שונים של חַשְׁמַל.
בנוסף לאזורים אלה, יש גם את אלקטרומגנטיות, החוקרת את יכולת החשמל למשוך ולדכא עמודים.
תרגילי בחינת כניסה
1. (UDESC-2013) שני כדורים זהים, A ו- B, עשויים מחומר מוליך, הם בעלי מטענים + 3e ו- -5e, והם ממוקמים במגע. לאחר שיווי משקל, כדור A ממוקם במגע עם כדור זהה אחר C, שיש לו מטען חשמלי של + 3e. בדוק את החלופה המכילה את ערך המטען החשמלי הסופי של כדור A.
א) + 2e
ב) -1e
ג) + 1e
ד) -2e
ה) 0e
ג) + 1e
ראה גם: מטען חשמלי: תרגילים
2. (UFRR-2016) מישור מלבני של שטח A, במערכת הבינלאומית (SI), טעון במטען חשמלי + Q, המופץ באופן שווה על פני השטח כולו. מה תהיה צפיפות המטען החשמלית באזור זה?
א) ערך משתנה ביחידות קולומב / מ '
ב) + Q / A קולומב / מ '2
ג) + Q קולומב / מ '4
ד) -Q קולומב / מ '5
ה) 10 Q קולומב / מ '
ב) + Q / A קולומב / מ"ר
ראה גם: חוק קולומב - תרגילים
3. (UEL-2011) האופי ההידרופובי של פוליאוריטן קשור לכוח הדחייה האלקטרוסטטי בין מולקולות החומר ומולקולות המים, תופעה פיזיקלית המתרחשת בין גופים עם מטענים חשמליים של אותו סימן. נכון לקבוע שכוח הדחייה האלקטרוסטטי
א) יש לו כיוון הפוך לכוח המשיכה האלקטרוסטטי בין גופים ניטרליים חשמלית
ב) גדול יותר בין שני גופים עם אותו מטען חשמלי + Q מאשר בין שני גופים עם אותו מטען חשמלי -Q
ג) יהיה גדול כפליים אם המרחק בין הגופים העמוסים יצטמצם בחצי
ד) עולה עם ריבוע המרחק בין גופים טעונים חשמליים
ה) עומד ביחס ישר לסכום הטעינה בגופים טעונים חשמל
ה) עומד ביחס ישר לסכום הטעינה בגופים טעונים חשמל.
ראה גם: כוח חשמלי
