Elektrostatikk: hva er det, formler og øvelser

elektrostatikk det er den delen av området med elektrisitet som studerer elektriske ladninger uten bevegelse, det vil si i hviletilstand.

Elektrostatisk skjold

Elektrostatisk skjerming gjør det elektriske feltet null. Dette skjer på grunn av fordelingen av overskytende elektriske ladninger i en leder. Avgifter av samme tegn har en tendens til å bevege seg bort til de hviler.

Det er det Michael Faraday beviste med Faradays bur. I dette eksperimentet satt kjemikeren inne i et bur som ble utsatt for elektrisk utladning og la det uten at noe skjedde med ham.

Les også om:

• Faradays lov
• Faraday er konstant

Kraft og elektrostatisk energi

Elektrostatisk kraft er kraften til elektrostatisk interaksjon mellom to elektriske ladninger gjennom tiltrekning og frastøting.

Det beregnes av Coulombs lov, som uttrykkes med følgende formel:

Hvor,

k = elektrostatisk konstant
q1 og q2 = elektriske ladninger
r = avstand mellom ladninger

Den elektrostatiske konstanten, også kjent som Coulomb-konstanten, påvirkes av miljøet der de elektriske ladningene møtes. Dermed påvirker den elektrostatiske konstanten kraftverdien.

Vanligvis i vakuum er verdien 9,10⁹ Nm² / Dz, men det kan vises i andre medier, for eksempel:

• Vann 1.1.10⁸ Nm² / Dz
• Benzen 2,3,10⁹ Nm² / Dz
• Olje 3.6.10⁹ Nm² / Dz

Elektrostatisk energi eller elektrisk potensiell energi er energi produsert av overskytende elektriske ladninger i friksjon. Det måles etter følgende formel:

Hvor,

k = elektrostatisk konstant
Spørsmål = kildebelastning
hva = bevis eller testbelastning
d = avstand mellom ladninger

Elektrisk felt

Elektrisk felt det er stedet der elektriske ladninger konsentreres, hvis intensitet måles ved hjelp av formelen:

Hvor,

OG = elektrisk felt
F = elektrisk kraft
hva = elektrisk ladning

Elektrisk ladning

På elektriske ladninger de er et resultat av tiltrekning eller frastøting av belastninger. Lignende anklager frastøter hverandre, mens motsatte tiltrekker seg.

De måles i coulomb, og den minste ladningen som finnes i naturen er den grunnleggende ladningen (e = 1,6, 10^-19 Ç).

Den elektriske ladningsformelen er:

Q = n.e

Hvor,

Spørsmål = elektrisk ladning
Nei = antall elektroner
og = elementær ladning

Formler

I tillegg til de elektrostatiske formlene nevnt ovenfor, brukes også følgende:

Elektrisk potensial

Hvor:

V = elektrisk potensial
Ep = potensiell energi
Spørsmål = Elektrisk lading

Potensiell forskjell

U = v_B -v_De

Hvor,

U = potensiell forskjell
v_De = elektrisk potensial i a
v_B = elektrisk potensial i b

Vite mer:

• Elektrisk energi
• Elektrifiseringsprosesser
• Elektrisk strøm
• Elektrostatikk: Øvelser

Elektrostatikk vs Elektrodynamikk

Mens elektrostatikk studerer elektriske ladninger uten bevegelse, Elektrodynamikk studerer flytting av last.

Elektrostatikk og elektrodynamikk er derfor studieretninger i fysikk som er viet til forskjellige aspekter av elektrisitet.

I tillegg til disse områdene er det også Elektromagnetisme, som studerer kapasiteten til elektrisitet til å tiltrekke seg og undertrykke stolper.

Inngangseksamen Øvelser

1. (UDESC-2013) To identiske sfærer, A og B, laget av ledende materiale, har ladninger + 3e og -5e, og er i kontakt. Etter likevekt plasseres sfære A i kontakt med en annen identisk sfære C, som har en elektrisk ladning på + 3e. Sjekk alternativet som inneholder verdien av den endelige elektriske ladningen til sfære A.

a) + 2e
b) -1e
c) + 1e
d) -2e
e) 0e

Se Svar

c) + 1e

Se også: Elektrisk lading: Øvelser

2. (UFRR-2016) Et rektangulært plan av område A, i det internasjonale systemet (SI), er ladet med en elektrisk ladning + Q, jevnt fordelt over hele overflaten. Hva blir den elektriske ladetettheten i denne regionen?

a) Variabel verdi i coulomb / m enheter
b) + Q / A coulomb / m²
c) + Q coulomb / m⁴
d) -Q coulomb / m⁵
e) 10 Q coulomb / m

Se Svar

b) + Q / A coulomb / m2

Se også: Coulombs lov - øvelser

3. (UEL-2011) Den hydrofobe karakteren til polyuretan er assosiert med den elektrostatiske frastøtningskraften mellom molekyler av materialet og vannmolekyler, et fysisk fenomen som oppstår mellom legemer med elektriske ladninger på samme tegn. Det er riktig å si at den elektrostatiske frastøtningskraften

a) den har motsatt retning av den elektrostatiske tiltrekningskraften mellom elektrisk nøytrale legemer
b) er større mellom to legemer med samme elektriske ladning + Q enn mellom to legemer med samme elektriske ladning -Q
c) vil være dobbelt så stor hvis avstanden mellom lastede kropper reduseres med halvparten
d) øker med kvadratet av avstanden mellom elektrisk ladede legemer
e) er direkte proporsjonal med ladningsbeløpet for elektrisk ladede kropper

Se Svar

e) er direkte proporsjonal med ladningsbeløpet for elektrisk ladede kropper.

Se også: elektrisk energi