ელექტროსტატიკა: რა არის ეს, ფორმულები და სავარჯიშოები

ელექტროსტატიკა ეს არის ელექტროენერგიის არეალის ნაწილი, რომელიც სწავლობს ელექტრულ მუხტებს მოძრაობის გარეშე, ანუ დასვენების მდგომარეობაში.

ელექტროსტატიკური ფარი

ელექტროსტატიკური დამცავი ხდის ელექტრო ველს. ეს ხდება კონდუქტორში ჭარბი ელექტრული მუხტების განაწილების გამო. ერთი და იგივე ნიშნის ბრალდება სცილდება მანამ, სანამ არ მოისვენებენ.

სწორედ ეს დაადასტურა მაიკლ ფარადეიმ ფარადეის გალიაში. ამ ექსპერიმენტში ქიმიკოსი იჯდა გალიაში, რომელიც განიცდიდა ელექტრულ განმუხტვას და ტოვებდა ისე, რომ მას არაფერი მოუვიდა.

ასევე წაიკითხეთ:

• ფარადეის კანონი
• ფარადეის მუდმივი

ძალა და ელექტროსტატიკური ენერგია

ელექტროსტატიკური ძალა არის ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების ძალა ორ ელექტრულ მუხტს შორის მოზიდვისა და მოგერიების გზით.

იგი გამოითვლება კულონის კანონი, რომელიც გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:

სად

კ = ელექტროსტატიკური მუდმივა
q1 და q2 = ელექტრო მუხტები
რ = მანძილი მუხტებს შორის

ელექტროსტატიკური მუდმივა, ასევე ცნობილი როგორც კულონის მუდმივა, გავლენას ახდენს იმ გარემოზე, სადაც ელექტრული მუხტები ხვდება. ამრიგად, ელექტროსტატიკური მუდმივა გავლენას ახდენს ძალის მნიშვნელობაზე.

ჩვეულებრივ ვაკუუმში, მისი ღირებულებაა 9.10⁹ ნმ² / ჩ², მაგრამ ის შეიძლება გამოჩნდეს სხვა მედიაში, მაგალითად:

• წყალი 1.1.10⁸ ნმ² / ჩ²
• ბენზოლი 2,3,10⁹ ნმ² / ჩ²
• ზეთი 3.6.10⁹ ნმ² / ჩ²

ელექტროსტატიკური ენერგია ან ელექტრო პოტენციური ენერგია არის ხახუნის დროს ჭარბი ელექტრული მუხტების შედეგად წარმოქმნილი ენერგია. იგი იზომება შემდეგი ფორმულით:

სად

კ = ელექტროსტატიკური მუდმივა
Q = წყაროს დატვირთვა
რა = მტკიცებულება ან საცდელი დატვირთვა
დ = მანძილი მუხტებს შორის

Ელექტრული ველი

Ელექტრული ველი ეს არის ადგილი, სადაც კონცენტრირებულია ელექტრული მუხტები, რომლის ინტენსივობა იზომება ფორმულის გამოყენებით:

სად

და = ელექტრული ველი
ვ = ელექტრო ძალა
რა = ელექტრო მუხტი

Ელექტრული მუხტი

საათზე ელექტრო მუხტები ისინი დატვირთვების მოზიდვის ან მოგერიების შედეგია. მსგავსი ბრალდებები აგერიებს ერთმანეთს, პირიქით კი იზიდავს.

ისინი იზომება კულონში და ყველაზე მცირე ასეთი მუხტი, რომელიც ბუნებაში გვხვდება, არის ელემენტარული მუხტი (e = 1.6 .10^-19 ჩ)

ელექტრული მუხტის ფორმულაა:

Q = ნ.ე.

სად

Q = ელექტრო მუხტი
არა = ელექტრონების რაოდენობა
და = ელემენტარული მუხტი

ფორმულები

ზემოთ აღნიშნული ელექტროსტატიკური ფორმულების გარდა, ასევე გამოიყენება:

ელექტრო პოტენციალი

სად:

ვ = ელექტრული პოტენციალი
ეპ = პოტენციური ენერგია
Q = ელექტრო მუხტი

Პოტენციური განსხვავება

U = v_ბ -ვ

სად

უ = პოტენციური განსხვავება
ვ = ელექტრული პოტენციალი ა
ვ_ბ = ელექტრული პოტენციალი ბ

შეიტყვეთ მეტი:

• Ელექტროენერგიის
• ელექტროფიკაციის პროცესები
• ელექტრო მიმდინარე
• ელექტროსტატიკა: სავარჯიშოები

ელექტროსტატიკა vs ელექტროდინამიკა

მიუხედავად იმისა, რომ ელექტროსტატიკა შეისწავლის ელექტრულ მუხტებს მოძრაობის გარეშე, ელექტროდინამიკა სწავლობს მოძრავ დატვირთვებს.

ელექტროსტატიკა და ელექტროდინამიკა ფიზიკაში სწავლის სფეროებია, რომლებიც ეძღვნება სხვადასხვა ასპექტებს ელექტროობა.

ამ ტერიტორიების გარდა, ასევე არსებობს ელექტრომაგნეტიზმი, რომელიც სწავლობს ელექტროენერგიის სიმძლავრეს ბოძების მოზიდვისა და რეპრესირებისთვის.

მისაღები გამოცდების სავარჯიშოები

1. (UDESC-2013) ორი ერთნაირი სფეროა, A და B, დამზადებული გამტარი მასალისგან, აქვთ მუხტები + 3e და -5e და კონტაქტში არიან მოთავსებული. წონასწორობის შემდეგ, A სფერო მოთავსებულია სხვა იდენტურ C სფეროსთან, რომელსაც აქვს ელექტრული მუხტი + 3e. შეამოწმეთ ალტერნატივა, რომელიც შეიცავს A სფეროს საბოლოო ელექტრულ მუხტის მნიშვნელობას.

ა) + 2e
ბ) -1 ე
გ) + 1 ე
დ) -2e
ე) 0 ე

იხილეთ პასუხი

გ) + 1 ე

აგრეთვე: ელექტრო მუხტი: სავარჯიშოები

2. (UFRR-2016) A სისტემის მართკუთხა სიბრტყე, საერთაშორისო სისტემაში (SI), დამუხტულია ელექტრო მუხტით + Q, თანაბრად განაწილებული მთელ ზედაპირზე. რა იქნება ელექტრული მუხტის სიმკვრივე ამ რეგიონში?

ა) ცვლადი მნიშვნელობა კულონის / მ ერთეულებში
ბ) + Q / A კულონი / მ²
გ) + Q კულონი / მ⁴
დ) -Q კულონი / მ⁵
ე) 10 Q კულონი / მ

იხილეთ პასუხი

ბ) + Q / A კულონი / მ 2

აგრეთვე: კულონის კანონი - სავარჯიშოები

3. (UEL-2011) პოლიურეთანის ჰიდროფობიური ხასიათი ასოცირდება ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალას შორის მასალის მოლეკულები და წყლის მოლეკულები, ფიზიკური მოვლენაა, რომელიც ხდება სხეულებს შორის ელექტრული მუხტით იგივე ნიშანი. სწორია იმის თქმა, რომ ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალა

ა) მას გააჩნია ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალის საწინააღმდეგო მიმართულება ელექტრონულ ნეიტრალურ სხეულებს შორის
ბ) უფრო დიდია ერთ და იმავე ელექტრული მუხტის + Q ორ სხეულს შორის, ვიდრე ერთი და იგივე ელექტრული მუხტის მქონე ორ სხეულს შორის
გ) ორჯერ უფრო დიდი იქნება, თუ დატვირთულ სხეულებს შორის მანძილი ნახევარი შემცირდება
დ) იზრდება ელექტრონულად დამუხტულ სხეულებს შორის მანძილის კვადრატით
ე) პირდაპირპროპორციულია ელექტრონულად დამუხტული სხეულების მუხტის ოდენობისა

იხილეთ პასუხი

ე) პირდაპირპროპორციულია ელექტრონულად დამუხტული სხეულების მუხტის ოდენობისა.

აგრეთვე: ელექტროენერგიის