elektrostatyka to dziedzina fizyki, która obejmuje badanie ładunków elektrycznych w spoczynku. ty zjawiskaelektrostatyczny badany przez ten obszar wiedzy powstają w wyniku siławatrakcja i odpychanie że ładunki elektryczne wywierają na siebie wzajemny wpływ. W tym tekście omówimy niektóre z głównych właściwości elektrostatyki, takie jak ładunek elektryczność, elektryfikacja, siła elektryczna, potencjał elektryczny, pole elektryczne i energia potencjalna elektryczny.
ładunek elektryczny
TEN ładunek elektryczny jest własnośćwewnętrzny (właściwych) podstawowych cząstek materii, takich jak protony i elektrony, a także makaron. Ciała obojętne elektrycznie mają taką samą ilość ładunków elektrycznych pozytywny i negatywny. Ładowarka elektryczna w in Międzynarodowy układ jednostek miar to jest Kulomb (DO).
Ponadto ładunek elektryczny jest wielkością fizyczną skwantowane, to znaczy, ma wartośćMinimum, po to aby Nieto jest możliwe znajdź ciała naelektryzowane modułem ładowania elektrycznego mniej niż ta wartość, nazywa obciążenie podstawowe, zwykle oznaczany literą i.
Protony i elektrony mają dokładnie taką wartość ładunku elektrycznego, około 1,6.10-19 DO. Dlatego, gdy ciało jest naładowane elektrycznie, jego ładunek jest wielokrotnośćcały daje opłatafundamentalny, ponieważ elektryfikacja odbywa się z dodanie lub usuwanie w elektrony, ponieważ protony są połączone w ramach rdzenieatomowy.
Podtytuł:
Q – Moduł ładowania elektrycznego (C – Coulomby)
Nie – Liczba brakujących lub nadmiarowych elektronów
i – Obciążenie podstawowe (1.6.10-19 DO)
Popatrzrównież:Pięć zabawnych faktów na temat promieni, które sprawią, że Twoje włosy staną dęba
Mapa myśli: elektrostatyka
* Aby pobrać mapę myśli w formacie PDF, Kliknij tutaj!
Elektryfikacja
Elektryfikacja czy każdy proces jest w stanie wygenerować różnica wprowadź liczbę masapozytywny i negatywny ciała. Gdy ciało ma taką samą liczbę ładunków dodatnich i ujemnych, mówimy, że jest neutralny; jeśli te liczby są różne, mówimy, że jest zelektryzowany.
Istnieją zasadniczo trzy procesy elektryfikacji: a elektryfikacja przez kontakt, zatarcie i przez indukcję:
TEN elektryfikacjazakontakt obejmuje dwa ciała przewodniki, a przynajmniej jeden z nich musi być elektryczniezaładowany. Kiedy te dwa ciała się zetkną, ich ładunki elektryczne dzielą się, aż oba ciała pod tym samym potencjałem elektrycznym. Pod koniec procesu obecne ciała ten sam znak ładunków.
TEN elektryzacja tarcia polega na dostarczaniu energii do dwóch ciał poprzez tarcie między nimi. Podczas tarcie (tarcie), niektóre elektrony są wyrywane z jednego z ciał, a następnie wychwytywane przez drugie ciało. Dlatego konieczne jest zweryfikowanie powinowactwa tych dwóch organów w tego typu elektryfikacji poprzez konsultacje z seria tryboelektryczna.
TEN elektryfikacjazaindukcja występuje przez przybliżeniekrewny pomiędzy naładowanym elektrycznie ciałem, zwanym a induktor, i ciało przewodzące, zwane wywołany. Obecność cewki indukcyjnej generuje oddzielenie ładunków w indukowanym ciele, zew polaryzacja. Od tej separacji twornik jest uziemiony, powodując przepływ ładunku przez przewód uziemiający.
Wszystkie procesy elektryfikacji odbywają się zgodnie z Zasadywochronadajeopłataelektryczny i energiatj. przed i po elektryfikacji, liczbę ładowań i ilość energii pomiędzy ładowaniami musi być taki sam.
Popatrzrównież: Dlaczego ptaki zwykle nie są rażone przewodami elektrycznymi?
siła elektryczna
Dwa naładowane elektrycznie ciała mogą przyciągać lub odpychać się nawzajem w zależności od sygnału ładunku. Organy z ładunkami elektrycznymi o znaki równości odpychają się nawzajem, a ciała, których ładunki elektryczne mają przeciwne znakiprzyciągać się nawzajem.
Prawo, które pozwala nam obliczyć moduł siły elektrycznej działającej między dwoma ładunkami, to prawo Coulomba, przedstawione następującym wyrażeniem:
Podtytuł:
fa – Siła elektryczna (N - Newtony)
k0 – Stała podciśnienia elektrostatycznego (k0 = 9,0,109 Nm²/C²)
co1,co2 – Ładunki elektryczne 1 i 2 (C – Kulomby)
re – Odległość między ładunkami 1 i 2 (m)
Pole elektryczne
O pole elektryczne to jest wielkość fizyczna wektor przypisane do obciążeń elektrycznych. Każdy ładunek elektryczny wpływa na otaczającą go przestrzeń ze względu na swoje pole elektryczne. Możemy zatem rozumieć pole elektryczne jako wpływ, jaki ładunki elektryczne wywierają na otoczenie. Jednostką pola elektrycznego w Międzynarodowym Układzie Jednostek jest NiutonzaKulomb (N/C) lub Volt na metr (V/m), ponieważ oba są jednostkami odpowiedniki.
Zobacz przykład:
Dana pozycja w przestrzeni ma pole elektryczne 12,0 N/C generowane przez ładunek elektryczny. Gdy ładunek elektryczny 1.0C znajduje się w tej pozycji, będzie na nią działać siła elektryczna o module równym 12,0 N. Jeśli ta opłata była 2,0C, będzie cierpieć z powodu siły elektrycznej 24,0 N.
Pole elektryczne generowane przez ładunek elektryczny Q1 można obliczyć za pomocą następującego wyrażenia:
W powyższym wyrażeniu zmienna re to odległość od punktu, w którym chcesz zmierzyć siłę pola elektrycznego do położenia ładunku elektrycznego.
Potencjał elektryczny
O potencjał elektryczny to jest wielkość fizyczna wspinać się w pełni reprezentowany przez jego moduł i mierzyć w Wolty (V) w System jamiędzynarodowyw Uwięzi. Ta wielkość mierzy ilośćwenergia dostarczane przez pole elektryczne dla każdego Kulomb ładunku.
Gdy cząstka znajduje się w obszarze przestrzeni, poddana potencjałowi elektrycznemu 100,0V, zapisze z nim 100.0 J (dżule) energii na każde 1,0 C prezentowanego ładunku elektrycznego. Jeśli Twój ładunek pochodzi z 2,0C, będzie miała energię 200,0 J, W konsekwencji.
O potencjałelektryczny generowane przez ładunek elektryczny modułu Q1 można obliczyć za pomocą następującego wyrażenia:
elektryczna energia potencjalna
Gdy dwaalbo więcej ładunki elektryczne są ustalane na odległość re między nimi przechowują formę energii zwaną elektryczna energia potencjalna. Jeśli jeden z tych ładunków zostanie uwolniony, energia ta zostanie przekształcona w energiakinetyka, na przykład. Ta energia jest mierzona w dżule w międzynarodowym układzie jednostek.
Możemy obliczyć elektryczną energię potencjalną między ładunkami za pomocą następującego wyrażenia:
Wzory elektrostatyczne
Sprawdź tutaj główne wzory stosowane w badaniu Elektrostatyki.
→ Wzór na ładunek elektryczny
Ten wzór służy do obliczania nadmiaru lub brakującego ładunku elektrycznego w ciele. Może być również używany do obliczania liczby brakujących lub nadmiarowych elektronów.
→ Wzór na pole elektryczne
Służy do określania natężenia pola elektrycznego wytwarzanego przez punktowy ładunek elektryczny co1z dystansu re tego ładunku:
→ Wzór na potencjał elektryczny
Potencjał elektryczny punktowego rozkładu ładunków można obliczyć za pomocą następującego wzoru:
→ Wzór na siłę elektryczną (prawo Coulomba)
Wzór, którego można użyć do obliczenia siły ładunku elektrycznego co1 wywiera na ładunek elektryczny electrical co2, oddzielone odległością d, określa prawo Coulomba:
→ Wzór na energię potencjalną elektryczną
Możemy obliczyć moduł energii elektrycznej potencjalnej między dwoma ładunkami co1 i co2, oddzielone odległością re, poprzez następującą formułę:
streszczenie
Elektrostatyka to dziedzina fizyki, która bada zjawiska wytwarzane przez ładunki elektryczne w spoczynku;
Każdy ładunek elektryczny wpływa na otaczającą go przestrzeń poprzez wektorową wielkość fizyczną zwaną polem elektrycznym;
Pole elektryczne jest miarą siły elektrycznej wywieranej na każdą jednostkę ładunku;
Linie prostopadłe do linii pola elektrycznego określają wielkość potencjału elektrycznego wytwarzanego przez ładunki elektryczne;
Elektryczna energia potencjalna między dwoma ładunkami jest wielkością skalarną podaną w dżulach i mierzy ilość energii związanej z odpychaniem i wzajemnym przyciąganiem między ładunkami elektrycznymi;
Moduł siły elektrycznej między dwoma ładunkami elektrycznymi można wyznaczyć z prawa Coulomba.
Rozwiązany Ćwiczenie elektrostatyczne
Ładunek elektryczny o wartości 2,0 µC stałe i o znikomej wielkości generuje w odległości 0,5 m², pole elektryczne i potencjał elektryczny odpowiednio równe:
Dane: k0 = 9.109 Nm²/C².
a) 72,10-3 Nieaktywny i 3.6.103 V
b) 12.104 Nieaktywny i 36.105 V
c) 72,103 Nieaktywny i 54.103 V
d) 72,102 Nieaktywny i 3.6.104 V
e) 7.2.103 Nieaktywny i 3.6.10-3 V
Sprzężenie zwrotne: Literka B
Rozkład:
Poleelektryczny i potencjałelektryczny są to właściwości nieodłącznie związane z pojedynczym ładunkiem elektrycznym w przestrzeni. Aby obliczyć poleelektryczny tego obciążenia używamy następującego równania:
Biorąc pod uwagę dane podane w oświadczeniu, musimy:
Aby obliczyć potencjałelektryczny wytworzone przez ten ładunek w tej samej odległości (0,5 m), stosujemy następujące równanie:
Biorąc pod uwagę dane podane w oświadczeniu, mamy następujące postanowienie:
Rafael Hellerbrock
Magister fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-eletrostatica.htm
