静電気:概念、公式、演習、マインドマップ

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静電気 は、静止時の電荷の研究を含む物理学の分野です。 君は 現象静電 この分野の知識によって研究されたのは、 アトラクション そして 反発 その電荷はお互いに作用します。 このテキストでは、電荷など、静電気の主な特性のいくつかについて説明します。 電気、電化、電気力、電位、電界、位置エネルギー 電気の。


電荷

THE 電荷 です プロパティ内在的 (適切な)陽子や電子などの物質の基本粒子、および パスタ. 電気的に中性の物体は同じ量の電荷を持っています ポジティブ そして 負。 の電荷ユニット 国際単位系 それは クーロン (Ç)。

さらに、電荷は物理量です 量子化、 つまり、 最小、 そのため 番号それが可能だ 電荷モジュールで帯電した物体を見つける この値未満、と呼ばれる 基本的な負荷、 通常は文字で示されます そして.

陽子と電子はまさにこの電荷値を持っています。 1,6.10-19 Ç. したがって、物体が帯電している場合、その電荷は 複数全体 与える 充電基本的な、 電化はから行われるので 添加 または 除去電子、以来 陽子 内でリンクされています コアアトミック。

字幕:
Q –電荷モジュール(C –クーロン)
番号 –欠落または過剰な電子の数
そして –基本負荷(1.6.10-19 Ç)

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マインドマップ:静電気

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電化

電化 を生成できるすべてのプロセスです の数を入力してください 負荷ポジティブ そして 体の。 物体が同じ数の正電荷と負電荷を持っている場合、それは 中性; これらの数字が異なる場合、私たちは彼が 電化。

基本的に3つの電化プロセスがあります。 接触による電化, あたり摩擦 そして 帰納法による:

  • THE 電化あたり連絡先 2つの体を含む 指揮者, そしてそれらの少なくとも1つはでなければなりません 電気的にロードされました。 2つの物体が接触すると、2つの物体が接触するまで電荷が分割されます。 同じ電位の下で. プロセスの終わりに、存在する遺体 同じサイン 負荷の。

  • THE 摩擦帯電 を介して2つの体にエネルギーを供給することを含みます 摩擦 それらの間の。 間に 摩擦 (摩擦), 一部の電子は一方の物体から引き裂かれ、もう一方の物体に捕獲されます。 したがって、このタイプの電化におけるこれら2つの機関の親和性を、 摩擦電気シリーズ.

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  • THE 電化あたり誘導 によって発生します 近似相対的 と呼ばれる帯電した体の間 インダクタ、 と呼ばれる導電体 誘発。 インダクタの存在により、 誘導された体内の電荷の分離、 の呼び出し 分極。 この分離により、アーマチュアはアースに接地され、その電荷がアース線を通って流れます。

すべての電化プロセスは、 原則保全与える充電電気の との エネルギー、つまり、 電化前後、電荷の数と電荷間のエネルギー量 同じでなければなりません。

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電気力

2つの帯電した物体は、それらの帯電信号に応じて、互いに引力または反発を及ぼす可能性があります。 の電荷を持つ物体 等号 互いに反発し、電荷を持っている体 反対の兆候お互いを引き付ける.

2つの電荷の間に作用する電気力の係数を計算できる法則は、クーロンの法則であり、次の式で表されます。

字幕:
F –電気力(N-ニュートン)
k0 –静電真空定数(k0 =9,0.109N.m²/C²)
1,2 –電荷1および2(C –クーロン)
d –負荷1と2の間の距離(m)


電界

O 電界 それは物理量です ベクター 電気的負荷に起因します。 すべての電荷は、その電界のために周囲の空間に影響を与えます。 したがって、電界は電荷が周囲に与える影響として理解できます。 国際単位系の電界単位は ニュートンあたりクーロン (N / C)またはボルト/メートル(V / m)、どちらも単位であるため 同等のもの。

例を参照してください。

空間内の特定の位置には、次の電界があります。 12.0 N / C 電荷によって生成されます。 の電荷が 1.0C がこの位置に配置されると、次の弾性率の電気力が作用します。 12.0N。 この料金が 2.0C、彼女はの電気力に苦しむだろう 24.0 N.

電荷によって生成される電界 Q1 次の式を使用して計算できます。

上記の式では、変数 d 電界の強さを測定したい点から電荷の位置までの距離です。


電位

O 電位 それは物理量です 登る そのモジュールによって完全に表され、 ボルト (V) システムインターナショナル Uネクタイ。 この大きさは、 総額エネルギー それぞれの電界によって提供されます クーロン 貨物の。

粒子がの電位にさらされる空間の領域にあるとき 100.0V、100.0 Jを保存します(ジュール)それが提示する電荷1.0Cごとのエネルギー。 あなたの貨物がからのものである場合 2.0C、彼女はのエネルギーを持っています 200.0 J、その結果。

O 潜在的な電気の モジュールの電荷によって生成されます Q1 次の式を使用して計算できます。


電位エネルギー

いつ 以上 電荷は離れた場所に固定されています d それらの間で彼らはと呼ばれるエネルギーの形を蓄えます 電位エネルギー. これらの電荷の1つが放出されると、このエネルギーは次のように変換されます。 エネルギー動力学、 例えば。 このエネルギーはで測定されます ジュール 国際単位系で。

次の式を使用して、電荷間の電位エネルギーを計算できます。


静電気の公式

静電気学の研究で使用される主な公式をここで確認してください。

→電荷式

この式は、体内の過剰または不足している電荷の量を計算するために使用されます。 また、欠落または過剰な電子の数を計算するために使用することもできます。


→電界式

これは、点電荷によって生成される電界の強さを決定するために使用されます 1距離で d この負荷の:


→電位式

電荷の点分布の電位は、次の式を使用して計算できます。


→電気力の公式(クーロンの法則)

電荷がかかる力を計算するために使用できる式 1 電荷に作用します 2、距離dで区切られ、クーロンの法則によって決定されます。


→電位エネルギー式

2つの電荷間のポテンシャルエネルギーの係数を計算できます 1 そして 2、距離で区切られています d、 次の式を使用します。


概要

  • 静電気は、静止している電荷によって生成される現象を研究する物理学の分野です。

  • すべての電荷は、電場と呼ばれるベクトル物理量を介して周囲の空間に影響を与えます。

  • 電界は、各電荷単位に加えられる電気力の尺度です。

  • 電界線に垂直な線は、電荷によって生成される電位の大きさを定義します。

  • 2つの電荷間の電位エネルギーは、ジュールで与えられるスカラー量であり、電荷間の反発と相互引力に関連するエネルギー量を測定します。

  • 2つの電荷間の電気力の係数は、クーロンの法則から決定できます。


解決された静電気の練習

の電荷 2.0 µC 固定され、無視できるサイズで、次の距離で生成されます 0.5メートル、電界と電位はそれぞれ次の値に等しくなります。

データ: k0 = 9.109 N.m²/C²。

a)72.10-3 N / Cおよび3.6.103 V

b)12.104 N / Cおよび36.105 V

c)72.103 N / Cおよび54.103 V

d)72.102 N / Cおよび3.6.104 V

e)7.2.103 N / Cおよび3.6.10-3 V

フィードバック:文字B

解決:

フィールド電気の そして 潜在的な電気の それらは、宇宙の単一の電荷に固有の特性です。 を計算するには フィールド電気の この負荷の場合、次の式を使用します。

演習ステートメントによって提供されたデータを使用して、次のことを行う必要があります。

を計算するには 潜在的な電気の 同じ距離(0.5 m)でこの荷重によって生成される場合、次の式を使用します。

声明で通知されたデータを使用すると、次の解決策があります。


RafaelHellerbrock著
物理学修士

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-eletrostatica.htm

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