elektrostatikk er det fysikkområdet som omfatter studiet av elektriske ladninger i hvile. Du fenomenerelektrostatisk studert av dette kunnskapsområdet oppstår som et resultat av styrkeitiltrekning og frastøt at elektriske ladninger utøver hverandre. I denne teksten vil vi snakke om noen av de viktigste egenskapene til elektrostatikk, for eksempel ladning elektrisk, elektrifisering, elektrisk kraft, elektrisk potensial, elektrisk felt og potensiell energi elektrisk.
elektrisk ladning
DE elektrisk ladning er eiendomiboende (riktig) av grunnleggende partikler av materie, slik som protoner og elektroner, så vel som pasta. Elektrisk nøytrale legemer har samme mengde elektriske ladninger positivt og negativ. Den elektriske ladeaggregatet i Internasjonalt enhetssystem det er Coulomb (Ç).
Videre er den elektriske ladningen en fysisk mengde kvantisert, det vil si at den har en verdiMinimum, så det Neidet er mulig finne kropper elektrifisert med en elektrisk lademodul mindre enn denne verdien, kalt grunnleggende belastning, vanligvis betegnet med bokstaven og.
Protoner og elektroner har akkurat denne elektriske ladningsverdien, omtrent 1,6.10-19 Ç. Derfor, når et legeme er elektrisk ladet, er dets ladning a flerehel gir ladefundamental, siden elektrifiseringen skjer fra addisjon eller fjerning i elektroner, siden protoner er knyttet sammen i kjerneratomisk.
Teksting:
Spørsmål - Elektrisk lademodul (C - Coulombs)
Nei - Antall manglende eller overflødige elektroner
og - Grunnleggende belastning (1.6.10-19 Ç)
Seogså:Fem morsomme fakta om stråler som får håret til å stå på
Tankekart: Elektrostatikk
* For å laste ned tankekartet i PDF, Klikk her!
Elektrifisering
Elektrifisering er hver prosess i stand til å generere en forskjell angi antall lasterpositivt og negativ av en kropp. Når et legeme har samme antall positive og negative ladninger, sier vi at det er det nøytral; hvis disse tallene er forskjellige, sier vi at han er det elektrifisert.
Det er i utgangspunktet tre elektrifiseringsprosesser: a elektrifisering ved kontakt, perfriksjon og ved induksjon:
DE elektrifiseringperta kontakt med involverer to kropper ledere, og minst en av dem må være det elektrisklastet. Når de to kroppene kommer i kontakt, deler deres elektriske ladninger seg til de to er under samme elektriske potensial. På slutten av prosessen er kroppene til stede det samme tegnet med masse.
DE friksjon elektrifisering innebærer tilførsel av energi til to kropper gjennom friksjon mellom dem. I løpet av friksjon (friksjon), noen elektroner blir revet fra en av kroppene og deretter fanget opp av den andre kroppen. Derfor er det nødvendig å verifisere affiniteten til disse to kroppene i denne typen elektrifisering ved å konsultere triboelektriske serier.
DE elektrifiseringperinduksjon oppstår ved tilnærmingslektning mellom et elektrisk ladet legeme, kalt a spole, og et ledende legeme, kalt indusert. Tilstedeværelsen av induktoren genererer en separasjon av ladninger i den induserte kroppen, ring av polarisering. Fra denne separasjonen er ankeret jordet til bakken, noe som får ladningene til å strømme gjennom en jordledning.
Alle elektrifiseringsprosesser skjer i samsvar med Prinsipperibevaringgirladeelektrisk og av energi, dvs, før og etter elektrifisering, antall ladninger og mengden energi mellom ladningene må være den samme.
Seogså: Hvorfor blir fugler vanligvis ikke sjokkert av elektriske ledninger?
elektrisk kraft
To elektrisk ladede kropper kan utøve tiltrekning eller frastøting til hverandre i henhold til deres ladningssignal. Kropper med elektriske ladninger på like tegn frastøter hverandre, og kropper hvis elektriske ladninger har motsatte tegntiltrekke hverandre.
Loven som tillater oss å beregne modulen til den elektriske kraften som utøves mellom to ladninger, er Coulombs lov, presentert av følgende uttrykk:
Teksting:
F - Elektrisk kraft (N - Newton)
k0 - Elektrostatisk vakuumkonstant (k0 = 9,0,109 N.m² / C²)
hva1,hva2 - Elektriske ladninger 1 og 2 (C - Coulombs)
d - Avstand mellom last 1 og 2 (m)
Elektrisk felt
O elektrisk felt det er en fysisk størrelse vektor tilskrives elektriske belastninger. Hver elektrisk ladning påvirker rommet rundt det på grunn av sitt elektriske felt. Vi kan derfor forstå det elektriske feltet som påvirkningen elektriske ladninger utøver på omgivelsene. Den elektriske feltenheten i det internasjonale systemet for enheter er NewtonperCoulomb (N / C) eller Volt per meter (V / m), da begge er enheter ekvivalenter.
Se et eksempel:
En gitt posisjon i rommet har et elektrisk felt på 12,0 N / C generert av en elektrisk ladning. Når en elektrisk ladning på 1.0C er plassert i denne posisjonen, vil den bli påvirket av en elektrisk kraft av modul lik 12,0 N. Hvis denne siktelsen var 2,0C, ville hun lide en elektrisk kraft på 24,0 N.
Det elektriske feltet generert av en elektrisk ladning Spørsmål1 kan beregnes ved hjelp av følgende uttrykk:
I uttrykket ovenfor er variabelen d er avstanden fra det punktet hvor du vil måle styrken til det elektriske feltet til posisjonen til den elektriske ladningen.
Elektrisk potensial
O elektrisk potensial det er en fysisk størrelse klatre fullt representert av modulen og måle i Volt (V) i System Jeginternasjonali Uslips. Denne størrelsen måler mengdenienergi levert av et elektrisk felt for hver Coulomb av last.
Når en partikkel er i et område av rommet utsatt for et elektrisk potensial på 100,0V, den vil ha lagret 100,0 J med den (joules) av energi for hver 1,0 C elektrisk ladning den presenterer. Hvis lasten din kommer fra 2,0C, hun vil ha en energi av 200,0 JFølgelig.
O potensiellelektrisk generert av en modul elektrisk ladning Spørsmål1 kan beregnes ved hjelp av følgende uttrykk:
elektrisk potensiell energi
Når toeller mer elektriske ladninger er løst på avstand d mellom dem lagrer de en form for energi kalt elektrisk potensiell energi. Hvis en av disse ladningene frigjøres, vil denne energien bli transformert til energikinetikk, for eksempel. Denne energien måles i joules i det internasjonale systemet for enheter.
Vi kan beregne den elektriske potensielle energien mellom ladninger ved å bruke følgende uttrykk:
Elektrostatikkformler
Sjekk her hovedformlene som brukes i studiet av elektrostatikk.
→ Formel for elektrisk ladning
Denne formelen brukes til å beregne mengden overskytende eller manglende elektrisk ladning i en kropp. Den kan også brukes til å beregne antall manglende eller overflødige elektroner.
→ Elektrisk feltformel
Den brukes til å bestemme styrken til et elektrisk felt produsert av en punktladning hva1på avstand d av denne belastningen:
→ Elektrisk potensiell formel
Det elektriske potensialet til en punktfordeling av ladninger kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
→ Formel for elektrisk kraft (Coulombs lov)
Formelen som kan brukes til å beregne kraften som en elektrisk ladning hva1 utøver en elektrisk ladning hva2, atskilt med en avstand d, bestemmes av Coulombs lov:
→ Elektrisk potensiell energiformel
Vi kan beregne modulen av elektrisk potensiell energi mellom to ladninger hva1 og hva2, atskilt med en avstand d, gjennom følgende formel:
Sammendrag
Elektrostatikk er det fysikkfeltet som studerer fenomenene som produseres av elektriske ladninger i hvile;
Hver elektrisk ladning påvirker rommet rundt det gjennom en fysisk fysisk størrelse som kalles et elektrisk felt;
Det elektriske feltet er et mål på den elektriske kraften som utøves på hver ladningsenhet;
Linjene vinkelrett på de elektriske feltlinjene definerer størrelsen på det elektriske potensialet som produseres av de elektriske ladningene;
Den elektriske potensielle energien mellom to ladninger er en skalar størrelse som er gitt i Joule og måler energimengden assosiert med frastøting og gjensidig tiltrekning mellom elektriske ladninger;
Modulen til den elektriske kraften mellom to elektriske ladninger kan bestemmes ut fra Coulombs lov.
Løst elektrostatisk øvelse
En elektrisk ladning på 2,0 uC fast og av ubetydelig størrelse genererer, i en avstand på 0,5 m, et elektrisk felt og et elektrisk potensial henholdsvis lik:
Data: k0 = 9.109 N.m² / C².
a) 72.10-3 Ikke relevant og 3.6.103 V
b) 12.104 N / C og 36.105 V
c) 72.103 N / C og 54.103 V
d) 72.102 Ikke relevant og 3.6.104 V
e) 7.2.103 Ikke relevant og 3.6.10-3 V
Tilbakemelding: Bokstav B
Vedtak:
Feltelektrisk og potensiellelektrisk de er egenskaper som ligger i en enkelt elektrisk ladning i rommet. For å beregne feltelektrisk av denne belastningen bruker vi følgende ligning:
Når vi tar dataene gitt i øvelseserklæringen, må vi:
For å beregne potensiellelektrisk produsert av denne belastningen på samme avstand (0,5 m), bruker vi følgende ligning:
Når vi tar dataene informert i uttalelsen, har vi følgende oppløsning:
Av Rafael Hellerbrock
Master i fysikk
Kilde: Brasilskolen - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-eletrostatica.htm