elektrostatika yra fizikos sritis, apimanti ramybės būsenos elektrinių krūvių tyrimą. Tu reiškiniuselektrostatinis studijavo ši žinių sritis, atsiranda dėl jėgaįtraukos ir atstūmimas kad elektriniai krūviai veikia vienas kitą. Šiame tekste kalbėsime apie kai kurias pagrindines elektrostatikos savybes, tokias kaip įkrovimas elektra, elektrifikacija, elektros jėga, elektrinis potencialas, elektrinis laukas ir potenciali energija elektrinis.
elektros krūvis
elektros krūvis yra nuosavybėbūdingas (tinkamas) pagrindinių materijos dalelių, tokių kaip protonai ir elektronai, taip pat makaronai. Elektriškai neutralūs kūnai turi tą patį kiekį elektros krūvių teigiamas ir neigiamas. Elektrinis įkrovimo blokas Tarptautinė vienetų sistema tai Kulonas (Ç).
Be to, elektrinis krūvis yra fizinis dydis kiekybiškai, tai yra jis turi a vertėMinimumas, taip kad netai įmanoma rasti kūnus, įelektrintus elektros įkrovos moduliu mažesnė už šią vertę, paskambino pagrindinė apkrova, paprastai žymima raide ir.
Protonai ir elektronai turi būtent tokią elektrinio krūvio vertę, apie
1,6.10-19 Ç. Todėl, kai kūnas yra elektra įkrautas, jo krūvis yra a daugkartinisvisas duoda mokestispagrindinis, nes elektrifikavimas vyksta nuo papildymas arba pašalinimas į elektronai, nes protonai yra susieti šerdysatominis.
Paantraštė:
Klausimas - Elektrinis įkrovimo modulis (C - Coulombs)
ne - Trūkstamų arba perteklinių elektronų skaičius
ir - Pagrindinė apkrova (1.6.10-19 Ç)
Pažiūrėktaip pat:Penki įdomūs faktai apie spindulius, kurie privers plaukus atsistoti
Minčių žemėlapis: elektrostatika
* Norėdami atsisiųsti minčių žemėlapį PDF formatu, Paspauskite čia!
Elektrifikavimas
Elektrifikavimas yra kiekvienas procesas, galintis generuoti a skirtumas įveskite numerį apkrovosteigiamas ir neigiamas kūno. Kai kūnas turi tiek pat teigiamų ir neigiamų krūvių, mes sakome, kad taip yra neutralus; jei šie skaičiai yra skirtingi, mes sakome, kad jis yra įelektrintas.
Iš esmės yra trys elektrifikacijos procesai: a elektrifikavimas kontaktuojant, užtrintis ir indukcijos būdu:
elektrifikavimasužkontaktas dalyvauja du kūnai laidininkai, ir bent vienas iš jų turi būti elektrapakrautas. Kai du kūnai liečiasi, jų elektriniai krūviai dalijasi tol, kol abu yra esant tokiam pat elektros potencialui. Proceso pabaigoje esantys kūnai tas pats ženklas krovinių.
trinties elektrifikavimas apima energijos tiekimą dviem kūnams per trintis tarp jų. Metu trintis (trintis), kai kurie elektronai išplėšiami iš vieno kūno, o tada juos užfiksuoja kitas kūnas. Todėl būtina patikrinti šių dviejų kūnų afinitetą tokio tipo elektrifikacijoje pasikonsultavus su triboelektrinės serijos.
elektrifikavimasužindukcija įvyksta iki derinimasgiminaitis tarp elektra įkrauto kūno, vadinamo a induktorius, ir laidus kūnas, vadinamas sukeltas. Induktoriaus buvimas sukuria a krūvių atskyrimas sukeltame kūne, atšaukti poliarizacija. Nuo šio atskyrimo armatūra yra įžeminta, todėl jos krūviai teka įžeminimo laidu.
Visi elektrifikavimo procesai vyksta pagal Principaiįišsaugojimasduodamokestiselektrinis ir energijos, t.y, prieš ir po elektrifikavimo, įkrovimų skaičius ir energijos kiekis tarp įkrovimų turi būti tas pats.
Pažiūrėktaip pat: Kodėl paukščiai paprastai nėra šokiruojami elektros laidų?
elektros jėga
Du elektra įkrauti kūnai gali vienas kitam pritraukti ar atstumti pagal savo įkrovos signalą. Korpusai, kurių elektriniai krūviai yra lygybės ženklai atstumia vienas kitą ir kūnus, kurių elektriniai krūviai yra priešingi ženklaipritraukti vienas kitą.
Įstatymas, leidžiantis apskaičiuoti tarp dviejų krūvių veikiančios elektros jėgos modulį, yra Coulombo dėsnis, pateiktas tokia išraiška:
Paantraštė:
F - Elektros jėga (N - Niutonai)
k0 - elektrostatinė vakuumo konstanta (k0 = 9,0109 N.m² / C²)
ką1,ką2 - 1 ir 2 elektros krūviai (C - kulonai)
d - atstumas tarp 1 ir 2 apkrovų (m)
Elektrinis laukas
O elektrinis laukas tai fizinis dydis vektorius priskiriama elektros apkrovoms. Kiekvienas elektros krūvis įtakoja erdvę aplink jį dėl savo elektrinio lauko. Todėl elektrinį lauką galime suprasti kaip elektrinių krūvių įtaką jų aplinkai. Elektrinio lauko vienetas tarptautinėje vienetų sistemoje yra NiutonasužKulonas (N / C) arba voltas metrui (V / m), nes abu yra vienetai atitikmenys.
Žr. Pavyzdį:
Tam tikros vietos erdvėje elektrinis laukas yra 12,0 N / C generuojamas elektros krūvio. Kai elektros krūvis 1,0C yra šioje padėtyje, ją veiks elektros modulio jėga, lygi 12,0 N. Jei šis mokestis buvo 2.0C, ji patirtų elektros jėgą 24,0 N.
Elektrinis laukas, kurį sukuria elektros krūvis Klausimas1 galima apskaičiuoti naudojant šią išraišką:
Aukščiau pateiktoje išraiškoje kintamasis d yra atstumas nuo taško, kuriame norite išmatuoti elektrinio lauko stiprumą, iki elektrinio krūvio padėties.
Elektrinis potencialas
O elektrinis potencialas tai fizinis dydis lipti visiškai atstovaujamas jo modulio ir mato Voltai (V) Sistema Aštarptautinisį Ukaklaraiščiai. Šis dydis matuoja kiekisįenergijos kurį kiekvienam teikia elektrinis laukas Kulonas krovinių.
Kai dalelė yra erdvės srityje, veikiančioje elektrinį potencialą 100.0V, jis su savimi turės 100,0 J (džauliai) energijos kiekvienam jos pateikiamam 1,0 C elektros krūviui. Jei jūsų krovinys yra iš 2.0C, ji turės energijos 200,0 J, Vadinasi.
O potencialuselektrinis generuojamas modulio elektros krūvio Klausimas1 galima apskaičiuoti naudojant šią išraišką:
elektros potencialo energija
Kada duarba daugiau elektros krūviai fiksuojami per atstumą d tarp jų jie kaupia energijos formą, vadinamą elektros potencialo energija. Išleidus vieną iš šių krūvių, ši energija bus transformuota į energijoskinetika, pavyzdžiui. Ši energija matuojama džauliai tarptautinėje vienetų sistemoje.
Mes galime apskaičiuoti elektros energijos potencialą tarp krūvių, naudodami šią išraišką:
Elektrostatikos formulės
Čia patikrinkite pagrindines formules, naudojamas tiriant elektrostatiką.
→ Elektrinio krūvio formulė
Ši formulė naudojama norint apskaičiuoti perteklinio ar trūkstamo elektrinio krūvio kiekį kūne. Juo taip pat galima apskaičiuoti trūkstamų ar perteklinių elektronų skaičių.
→ Elektrinio lauko formulė
Jis naudojamas elektrinio lauko, kurį sukuria taškinis elektrinis krūvis, stiprumui nustatyti ką1per atstumą d šios apkrovos:
→ Elektrinio potencialo formulė
Elektrinį krūvių taškinio pasiskirstymo potencialą galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
→ Elektros jėgos formulė (Kulono dėsnis)
Formulė, pagal kurią galima apskaičiuoti elektrinio krūvio jėgą ką1 veikia elektros krūvį ką2, atskirta atstumu d, nustatoma pagal Kulono dėsnį:
→ Elektrinio potencialo energijos formulė
Mes galime apskaičiuoti elektros energijos potencialo modulį tarp dviejų krūvių ką1 ir ką2, atskirta atstumu d, pagal šią formulę:
Santrauka
Elektrostatika yra fizikos sritis, tirianti reiškinius, kuriuos sukelia elektros krūviai ramybės būsenoje;
Kiekvienas elektrinis krūvis įtakoja erdvę aplink jį per vektorinį fizinį dydį, vadinamą elektriniu lauku;
Elektrinis laukas yra kiekvienos įkrovos vieneto elektros jėgos matas;
Elektrinio lauko linijoms statmenos linijos apibrėžia elektros krūvio sukuriamo elektrinio potencialo dydį;
Elektrinė potencialo energija tarp dviejų krūvių yra skaliarinis dydis, pateiktas Džauliais ir matuojantis energijos kiekį, susijusį su atstūmimu ir abipuse trauka tarp elektrinių krūvių;
Elektros jėgos modulį tarp dviejų elektros krūvių galima nustatyti pagal Kulono dėsnį.
Išspręstas elektrostatikos pratimas
Elektrinis krūvis 2,0 µC fiksuoto dydžio ir nereikšmingo dydžio generuoja per atstumą 0,5 m, elektrinis laukas ir elektrinis potencialas yra atitinkamai lygūs:
Duomenys: k0 = 9.109 N.m² / C².
a) 72.10-3 N / C ir 3.6.103 V
b) 12.10 val4 N / C ir 36,105 V
c) 72.103 N / C ir 54,103 V
d) 72.102 N / C ir 3.6.104 V
e) 7.2.103 N / C ir 3.6.10-3 V
Šablonas: B raidė
Rezoliucija:
Laukaselektrinis ir potencialuselektrinis jos yra savybės, būdingos vienam elektriniam krūviui erdvėje. Norėdami apskaičiuoti srityjeelektrinis šios apkrovos, mes naudojame šią lygtį:
Atsižvelgdami į pratybų ataskaitoje pateiktus duomenis, turime:
Norėdami apskaičiuoti potencialuselektrinis sukurta šios apkrovos tuo pačiu atstumu (0,5 m), mes naudojame šią lygtį:
Atsižvelgdami į pareiškime pateiktus duomenis, turime tokią rezoliuciją:
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos magistras
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-eletrostatica.htm
