elektrostatika je oblasť fyziky, ktorá zahŕňa štúdium elektrických nábojov v pokoji. Vy javyelektrostatický študované touto oblasťou znalostí vznikajú v dôsledku silavpríťažlivosť a odpor že na seba vyvíjajú elektrické náboje. V tomto texte si povieme o niektorých hlavných vlastnostiach elektrostatiky, napríklad náboji elektrická, elektrifikácia, elektrická sila, elektrický potenciál, elektrické pole a potenciálna energia elektrický.
nabíjačka
THE nabíjačka je nehnuteľnosťvnútorná (vlastné) základných častíc hmoty, ako sú protóny a elektróny, ako aj cestoviny. Elektricky neutrálne telesá majú rovnaké množstvo elektrických nábojov pozitívne a negatívny. Jednotka elektrického nabíjania v Medzinárodný systém jednotiek to je Coulomb (Ç).
Ďalej je elektrický náboj fyzikálnou veličinou kvantované to znamená, že má hodnotuMinimálne, tak že čje to možné nájsť telá elektrifikované pomocou modulu elektrického náboja menšia ako táto hodnota, zavolal základné zaťaženie, obvykle sa označuje listom a.
Protóny a elektróny majú presne túto hodnotu elektrického náboja, asi
1,6.10-19 Ç. Preto keď je teleso elektricky nabité, jeho náboj je a viacnásobnýcelý dáva poplatokzásadný, keďže elektrifikácia prebieha z dodatok alebo odstránenie v elektróny, pretože protóny sú prepojené v rámci jadráatómový.
Podnadpis:
Q - modul elektrického nabíjania (C - Coulombs)
č - Počet chýbajúcich alebo prebytočných elektrónov
a - Základné zaťaženie (1.6.10-19 Ç)
Pozritiež:Päť zábavných faktov o lúčoch, vďaka ktorým vám budú vlasy stáť na konci
Myšlienková mapa: Elektrostatika
* Ak si chcete stiahnuť myšlienkovú mapu v PDF, Kliknite tu!
Elektrifikácia
Elektrifikácia je každý proces schopný generovať a rozdiel zadajte počet bremenápozitívne a negatívny tela. Keď má telo rovnaký počet pozitívnych a negatívnych nábojov, povieme to neutrálny; ak sú tieto čísla odlišné, hovoríme, že je elektrifikovaný.
V zásade existujú tri elektrifikačné procesy: a elektrifikácia kontaktom, zatrenie a indukciou:
THE elektrifikáciazakontakt zahŕňa dva orgány vodičov, a aspoň jeden z nich musí byť elektrickynaložený. Keď sa obe telá dostanú do kontaktu, ich elektrické náboje sa rozdeľujú, až kým nie sú pod rovnakým elektrickým potenciálom. Na konci procesu sú prítomné orgány rovnaké znamenie bremien.
THE trecia elektrifikácia zahŕňa dodávku energie do dvoch telies prostredníctvom trenie medzi nimi. Počas trenie (trenie), niektoré elektróny sú vytrhnuté z jedného z telies a potom zachytené druhým telesom. Preto je potrebné overiť afinitu týchto dvoch telies k tomuto typu elektrifikácie konzultáciou s triboelektrická séria.
THE elektrifikáciazaindukcia nastáva do aproximáciapríbuzný medzi elektricky nabitým telom, nazývaným a induktor, a vodivé telo, nazývané vyvolané. Prítomnosť tlmivky generuje a oddelenie nábojov v indukovanom tele, hovor z polarizácia. Z tohto oddelenia je kotva uzemnená k zemi, čo spôsobuje, že jej náboje pretekajú cez uzemňovací vodič.
Všetky elektrifikačné procesy prebiehajú v súlade s Zásadyvochranadávapoplatokelektrický a energie, t.j. pred a po elektrifikácii, počet nábojov a množstvo energie medzi nábojmi musí byť rovnaký.
Pozritiež: Prečo nie sú vtáky zvyčajne šokované elektrickými vodičmi?
elektrická sila
Dve elektricky nabité telesá môžu na seba navzájom pôsobiť príťažlivo alebo odpudzovaním podľa svojho nabíjacieho signálu. Orgány s elektrickým nábojom znamienka rovnosti navzájom sa odpudzujú a telá, ktorých elektrické náboje majú opačné znamenianavzájom sa lákajú.
Zákon, ktorý nám umožňuje vypočítať modul elektrickej sily vyvíjanej medzi dvoma nábojmi, je Coulombov zákon predstavovaný nasledujúcim výrazom:
Podnadpis:
F - Elektrická sila (N - Newton)
k0 - Elektrostatická vákuová konštanta (k0 = 9,0.109 N.m² / C²)
čo1,čo2 - Elektrické náboje 1 a 2 (C - Coulombs)
d - Vzdialenosť medzi nákladmi 1 a 2 (m)
Elektrické pole
O elektrické pole je to fyzický rozsah vektor pripísaná elektrickému zaťaženiu. Každý elektrický náboj ovplyvňuje vďaka svojmu elektrickému poľu priestor okolo seba. Elektrické pole teda môžeme chápať ako vplyv elektrických nábojov na ich okolie. Jednotka elektrického poľa v medzinárodnom systéme jednotiek je NewtonzaCoulomb (N / C) alebo Volt na meter (V / m), pretože obe sú jednotky ekvivalenty.
Pozri príklad:
Daná poloha vo vesmíre má elektrické pole 12,0 N / C generovaný elektrickým nábojom. Keď elektrický náboj 1,0 ° C je umiestnené v tejto polohe, bude na ňu pôsobiť elektrická sila modulu rovná 12,0 N. Keby tento poplatok bol 2,0 ° C, utrpela by elektrickú silu vo výške 24,0 N.
Elektrické pole generované elektrickým nábojom Q1 možno vypočítať pomocou nasledujúceho výrazu:
Vo výraze vyššie je to premenná d je vzdialenosť od bodu, kde chcete merať silu elektrického poľa, do polohy elektrického náboja.
Elektrický potenciál
O elektrický potenciál je to fyzický rozsah vyliezť plne zastúpený svojim modulom a meraním v systéme Windows Volty (V) v Systém Jamedzinárodnýv Uväzby. Táto veľkosť meria množstvovenergie zabezpečené pre každé elektrickým poľom Coulomb nákladu.
Keď je častica v oblasti vesmíru vystavená elektrickému potenciálu 100,0 V, bude s ním uložených 100,0 J (joulov) energie na každý 1,0 C elektrického náboja, ktorý predstavuje. Ak je váš náklad z 2,0 ° C, bude mať energiu 200,0 J, Preto.
O potenciálelektrický generovaný modulovým elektrickým nábojom Q1 možno vypočítať pomocou nasledujúceho výrazu:
elektrická potenciálna energia
Kedy dvaalebo viac elektrické náboje sú fixované na diaľku d medzi sebou ukladajú formu energie zvanú elektrická potenciálna energia. Ak sa jeden z týchto nábojov uvoľní, táto energia sa premení na energiekinetika, napríklad. Táto energia sa meria v joulov v medzinárodnom systéme jednotiek.
Elektrickú potenciálnu energiu medzi nábojmi môžeme vypočítať pomocou nasledujúceho výrazu:
Elektrostatické vzorce
Tu skontrolujte hlavné vzorce použité pri štúdiu elektrostatiky.
→ Vzorec elektrického náboja
Tento vzorec sa používa na výpočet množstva nadmerného alebo chýbajúceho elektrického náboja v tele. Môže sa tiež použiť na výpočet počtu chýbajúcich alebo prebytočných elektrónov.
→ Vzorec elektrického poľa
Používa sa na stanovenie sily elektrického poľa produkovaného bodovým elektrickým nábojom čo1na diaľku d z tohto nákladu:
→ Vzorec elektrického potenciálu
Elektrický potenciál bodového rozloženia nábojov možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
→ Vzorec elektrickej sily (Coulombov zákon)
Vzorec, ktorý možno použiť na výpočet sily, ktorou je elektrický náboj čo1 pôsobí na elektrický náboj čo2, oddelené vzdialenosťou d, určuje Coulombov zákon:
→ Vzorec elektrickej potenciálnej energie
Môžeme vypočítať modul elektrickej potenciálnej energie medzi dvoma nábojmi čo1 a čo2, oddelené vzdialenosťou d, pomocou tohto vzorca:
Zhrnutie
Elektrostatika je oblasť fyziky, ktorá študuje javy produkované pokojnými elektrickými nábojmi;
Každý elektrický náboj ovplyvňuje priestor okolo seba prostredníctvom vektorovej fyzikálnej veličiny nazývanej elektrické pole;
Elektrické pole je mierou elektrickej sily vyvíjanej na každú jednotku náboja;
Čiary kolmé na čiary elektrického poľa určujú veľkosť elektrického potenciálu produkovaného elektrickými nábojmi;
Elektrická potenciálna energia medzi dvoma nábojmi je skalárna veličina, ktorá sa udáva v Jouloch a meria množstvo energie spojené s odporom a vzájomnou príťažlivosťou medzi elektrickými nábojmi;
Modul elektrickej sily medzi dvoma elektrickými nábojmi je možné určiť z Coulombovho zákona.
Vyriešené elektrostatické cvičenie
Elektrický náboj 2,0 uC pevná a zanedbateľná veľkosť generuje na vzdialenosť 0,5 m, elektrické pole a elektrický potenciál sa rovnajú:
Údaje: k0 = 9.109 N.m² / C².
a) 72,10-3 N / C a 3.6.103 V.
b) 12.104 N / C a 36.105 V.
c) 72,103 N / C a 54,103 V.
d) 72,102 N / C a 3.6.104 V.
e) 7.2.103 N / C a 3.6.10-3 V.
Spätná väzba: Písmeno B
Rozhodnutie:
Lúkaelektrický a potenciálelektrický sú to vlastnosti obsiahnuté v jednom elektrickom náboji v priestore. Pre výpočet lúkaelektrický tejto záťaže použijeme nasledujúcu rovnicu:
Na základe údajov poskytnutých vo vyhlásení o cvičení musíme:
Pre výpočet potenciálelektrický vyrobené týmto zaťažením v rovnakej vzdialenosti (0,5 m), použijeme nasledujúcu rovnicu:
Na základe informácií uvedených vo vyhlásení máme nasledujúce uznesenie:
Autor: Rafael Hellerbrock
Magistr z fyziky
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/principio-eletrostatica.htm
