elektrostatica is het gebied van de natuurkunde dat de studie van elektrische ladingen in rust omvat. U fenomenenelektrostatisch bestudeerd door dit kennisgebied ontstaan als gevolg van de krachtinaantrekkingskracht en afstoting die elektrische ladingen op elkaar uitoefenen. In deze tekst zullen we het hebben over enkele van de belangrijkste eigenschappen van elektrostatica, zoals lading elektrisch, elektrificatie, elektrische kracht, elektrisch potentieel, elektrisch veld en potentiële energie elektrisch.
elektrische lading
DE elektrische lading is eigendomintrinsiek (eigenlijk) van de fundamentele materiedeeltjes, zoals protonen en elektronen, evenals de pasta. Elektrisch neutrale lichamen hebben dezelfde hoeveelheid elektrische ladingen positief en negatief. De elektrische laadeenheid in de Internationaal systeem van eenheden Unit het is de Coulomb (Ç).
Bovendien is de elektrische lading een fysieke grootheid gekwantiseerd, dat wil zeggen, het heeft een waardeMinimum, zodat Neehet is mogelijk
vind lichamen die zijn geëlektrificeerd met een elektrische laadmodule minder dan deze waarde, genaamd fundamentele belasting, meestal aangeduid met de letter en.Protonen en elektronen hebben precies deze elektrische ladingswaarde, ongeveer 1,6.10-19 Ç. Daarom, wanneer een lichaam elektrisch geladen is, is de lading ervan a meerdereheel geeft in rekening brengenfundamenteel, aangezien de elektrificatie plaatsvindt vanaf de toevoeging of verwijdering in elektronen, sinds de protonen zijn gekoppeld binnen de kernenatomair.
Ondertitel:
Vraag – Elektrische laadmodule (C – Coulombs)
Nee – Aantal ontbrekende of overtollige elektronen
en – Fundamentele belasting (1.6.10-19 )
Kijkenook:Vijf leuke weetjes over roggen waarvan je haren overeind gaan staan
Mindmap: Elektrostatica
* Om de mindmap in PDF te downloaden, Klik hier!
Elektrificatie
Elektrificatie is elk proces in staat om een verschil voer het aantal in ladingenpositief en negatief van een lichaam. Wanneer een lichaam hetzelfde aantal positieve en negatieve ladingen heeft, zeggen we dat dit het geval is neutrale; als deze cijfers verschillend zijn, zeggen we dat hij dat is geëlektrificeerd.
Er zijn in principe drie elektrificatieprocessen: a elektrificatie door contact, perwrijving en door inductie:
DE elektrificatiepercontact omvat twee lichamen geleiders, en ten minste één van hen moet zijn elektrischgeladen. Wanneer de twee lichamen met elkaar in contact komen, verdelen hun elektrische ladingen zich totdat de twee zijn onder hetzelfde elektrische potentiaal. Aan het einde van het proces, de aanwezige lichamen hetzelfde teken van ladingen.
DE wrijving elektrificatie electr omvat de levering van energie aan twee lichamen via de wrijving tussen hen. Tijdens de wrijving (wrijving), sommige elektronen worden van een van de lichamen gerukt en vervolgens door het andere lichaam gevangen. Daarom is het noodzakelijk om de affiniteit van deze twee lichamen in dit type elektrificatie te verifiëren door de te raadplegen tribo-elektrische serie.
DE elektrificatieperinductie gebeurt door benaderingfamilielid tussen een elektrisch geladen lichaam, genaamd a Spoel, en een geleidend lichaam, genaamd de geïnduceerd. De aanwezigheid van de spoel genereert a scheiding van ladingen in het geïnduceerde lichaam, oproep van polarisatie. Vanuit deze scheiding wordt het anker geaard naar de grond, waardoor de ladingen door een aardingsdraad stromen.
Alle elektrificatieprocessen vinden plaats in overeenstemming met de Principesinbehoudgeeftin rekening brengenelektrisch en van de energie, d.w.z. voor en na elektrificatie, het aantal ladingen en de hoeveelheid energie tussen de ladingen moet hetzelfde zijn.
Kijkenook: Waarom schrikken vogels meestal niet van elektrische draden?
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
elektrische kracht
Twee elektrisch geladen lichamen kunnen elkaar aantrekken of afstoten volgens hun laadsignaal. Lichamen met elektrische ladingen van gelijktekens stoten elkaar af, en lichamen waarvan de elektrische ladingen tegenovergestelde tekenselkaar aantrekken.
De wet waarmee we de modulus van de elektrische kracht tussen twee ladingen kunnen berekenen, is de wet van Coulomb, weergegeven door de volgende uitdrukking:
Ondertitel:
F – Elektrische kracht (N - Newton)
k0 – Elektrostatische vacuümconstante (k0 = 9,0,109 N.m²/C²)
wat1,wat2 – Elektrische ladingen 1 en 2 (C – Coulombs)
d – Afstand tussen lasten 1 en 2 (m)
Elektrisch veld
O elektrisch veld het is een fysieke grootte vector toegeschreven aan elektrische belastingen. Elke elektrische lading beïnvloedt de ruimte eromheen vanwege zijn elektrisch veld. We kunnen het elektrische veld daarom begrijpen als de invloed die elektrische ladingen uitoefenen op hun omgeving. De elektrische veldeenheid in het International System of Units is de NewtonperCoulomb (N/C) of de Volt per meter (V/m), aangezien beide eenheden zijn equivalenten.
Zie een voorbeeld:
Een gegeven positie in de ruimte heeft een elektrisch veld van 12.0 N/C opgewekt door een elektrische lading. Wanneer een elektrische lading van 1.0C in deze positie wordt geplaatst, wordt er op ingewerkt door een elektrische kracht met een modulus gelijk aan 12,0 N. Als deze aanklacht was 2.0C, zou ze een elektrische kracht ondergaan van 24,0 N.
Het elektrische veld opgewekt door een elektrische lading Vraag1 kan worden berekend met behulp van de volgende uitdrukking:
In de bovenstaande uitdrukking is de variabele d is de afstand van het punt waar u de sterkte van het elektrische veld wilt meten tot de positie van de elektrische lading.
elektrische potentiaal
O elektrisch potentieel het is een fysieke grootte beklimmen volledig vertegenwoordigd door zijn module en meet in Volt (V) in de Systeem ikInternationalein ubanden. Deze omvang meet de de hoeveelheidinenergie geleverd door een elektrisch veld voor elk Coulomb van lading.
Wanneer een deeltje zich in een gebied van de ruimte bevindt dat is onderworpen aan een elektrisch potentieel van 100.0V, het zal er 100,0 J bij hebben opgeslagen (joules) energie voor elke 1,0 C elektrische lading die het presenteert. Als uw lading afkomstig is van 2.0C, ze zal een energie hebben van 200,0 J, Bijgevolg.
O potentieelelektrisch gegenereerd door een module elektrische lading Vraag1 kan worden berekend met behulp van de volgende uitdrukking:
elektrische potentiële energie
Wanneer tweeof meer elektrische ladingen zijn op afstand gefixeerd d tussen hen slaan ze een vorm van energie op, de elektrische potentiële energie. Als een van deze ladingen vrijkomt, wordt deze energie omgezet in energiekinetiek, bijvoorbeeld. Deze energie wordt gemeten in joules in het Internationale Stelsel van Eenheden.
We kunnen de elektrische potentiële energie tussen ladingen berekenen met behulp van de volgende uitdrukking:
Elektrostatische formules
Bekijk hier de belangrijkste formules die worden gebruikt in de studie van elektrostatica.
→ Elektrische laadformule
Deze formule wordt gebruikt om de hoeveelheid overtollige of ontbrekende elektrische lading in een lichaam te berekenen. Het kan ook worden gebruikt om het aantal ontbrekende of overtollige elektronen te berekenen.
→ Elektrisch veld formule
Het wordt gebruikt om de sterkte te bepalen van een elektrisch veld dat wordt geproduceerd door een puntlading wat1op een afstand d van deze lading:
→ Elektrische potentiaalformule
De elektrische potentiaal van een puntverdeling van ladingen kan worden berekend met behulp van de volgende formule:
→ Elektrische krachtformule (wet van Coulomb)
De formule die kan worden gebruikt om de kracht te berekenen die een elektrische lading heeft wat1 oefent uit op een elektrische lading wat2, gescheiden door een afstand d, wordt bepaald door de wet van Coulomb:
→ Formule elektrische potentiële energie
We kunnen de modulus van elektrische potentiële energie tussen twee ladingen berekenen wat1 en wat2, gescheiden door een afstand d, via de volgende formule:
Samenvatting
Elektrostatica is het gebied van de natuurkunde dat de verschijnselen bestudeert die worden veroorzaakt door elektrische ladingen in rust;
Elke elektrische lading beïnvloedt de ruimte eromheen via een fysieke vectorgrootheid die een elektrisch veld wordt genoemd;
Het elektrische veld is een maat voor de elektrische kracht die op elke ladingseenheid wordt uitgeoefend;
De lijnen loodrecht op de elektrische veldlijnen bepalen de grootte van de elektrische potentiaal die door de elektrische ladingen wordt geproduceerd;
De elektrische potentiële energie tussen twee ladingen is een scalaire grootheid die wordt gegeven in Joules en meet de hoeveelheid energie die gepaard gaat met afstoting en wederzijdse aantrekking tussen elektrische ladingen;
De modulus van de elektrische kracht tussen twee elektrische ladingen kan worden bepaald met de wet van Coulomb.
Opgeloste elektrostatische oefening
Een elektrische lading van 2,0 µC vast en van verwaarloosbare grootte genereert, op een afstand van 0,5 m, een elektrisch veld en elektrisch potentiaal respectievelijk gelijk aan:
Gegevens: k0 = 9.109 N.m²/C².
a) 72.10-3 N/C en 3.6.103 V
b) 12.104 N/C en 36.105 V
c) 72.103 N/C en 54.103 V
d) 72.102 N/C en 3.6.104 V
e) 7.2.103 N/C en 3.6.10-3 V
Sjabloon: Letter B
Resolutie:
Veldelektrisch en potentieelelektrisch het zijn eigenschappen die inherent zijn aan een enkele elektrische lading in de ruimte. Om de te berekenen veld-elektrisch van deze belasting gebruiken we de volgende vergelijking:
Op basis van de gegevens die door de uitoefeningsverklaring worden verstrekt, moeten we:
Om de te berekenen potentieelelektrisch geproduceerd door deze belasting op dezelfde afstand (0,5 m), gebruiken we de volgende vergelijking:
Op basis van de gegevens die in de verklaring zijn vermeld, hebben we de volgende resolutie:
Door Rafael Hellerbrock
Master in de natuurkunde
