elektrostatika je področje fizike, ki zajema preučevanje električnih nabojev v mirovanju. Ti pojavovelektrostatična ki jih preučuje to področje znanja, nastanejo kot rezultat močvprivlačnost in odbijanje da električni naboji delujejo drug na drugega. V tem besedilu bomo govorili o nekaterih glavnih lastnostih elektrostatike, kot je polnjenje elektrika, elektrifikacija, električna sila, električni potencial, električno polje in potencialna energija električni.
električni naboj
THE električni naboj je lastninevrojeno (pravilno) osnovnih delcev snovi, kot so protoni in elektroni, pa tudi testenine. Električno nevtralna telesa imajo enako količino električnih nabojev pozitivno in negativno. Enota za električni naboj v Mednarodni sistem enot to je Coulomb (Ç).
Poleg tega je električni naboj fizična količina kvantizirano, to pomeni, da ima vrednostNajmanj, tako da štmogoče je poiščite telesa, elektrificirana z električnim polnilnim modulom manj od te vrednosti, poklical temeljna obremenitev, običajno označena s črko in.
Protoni in elektroni imajo točno to vrednost električnega naboja, približno 1,6.10-19 Ç. Torej, ko je telo električno nabito, je njegov naboj a večkratencelota daje napolnititemeljno, saj elektrifikacija poteka od dodatek ali odstranitev v elektroni, saj je protoni so povezane znotraj jedraatomska.
Podnapis:
V - Električni polnilni modul (C - kuloni)
št - Število manjkajočih ali presežnih elektronov
in - Temeljna obremenitev (1.6.10-19 Ç)
Poglejtudi:Pet zabavnih dejstev o žarkih, zaradi katerih se vam bodo lasje postavili na glavo
Zemljevid uma: Elektrostatika
* Če želite prenesti miselni zemljevid v PDF, Klikni tukaj!
Elektrifikacija
Elektrifikacija je vsak postopek sposoben ustvariti a Razlika vnesite število obremenitvepozitivno in negativno telesa. Ko ima telo enako število pozitivnih in negativnih nabojev, pravimo, da je nevtralno; če so te številke različne, pravimo, da je elektrificiran.
V bistvu obstajajo trije postopki elektrifikacije: a elektrifikacija s stikom, natrenje in z indukcijo:
THE elektrifikacijanastik vključuje dva telesa vodniki, in vsaj eden izmed njih mora biti električnonaložen. Ko se dve telesi stikata, se njuni električni naboji delijo, dokler ne prideta pod enakim električnim potencialom. Na koncu postopka prisotna telesa isti znak obremenitev.
THE torna elektrifikacija vključuje dobavo energije dvema telesoma skozi trenje med njimi. Med trenje (trenje), nekateri elektroni se odtrgajo iz enega od teles, nato pa jih zajame drugo telo. Zato je treba preveriti sorodnost teh dveh teles pri tej vrsti elektrifikacije s posvetovanjem z triboelektrične serije.
THE elektrifikacijanaindukcija se pojavi do približeksorodnik med električno nabitim telesom, imenovano a induktor, in prevodno telo, imenovano inducirano. Prisotnost induktorja ustvarja a ločevanje nabojev v induciranem telesu, klic polarizacija. Od tega ločevanja je armatura ozemljena na tla, zaradi česar njeni naboji tečejo skozi ozemljitveno žico.
Vsi postopki elektrifikacije potekajo v skladu z Načelavohranjanjedajenapolnitielektrični in od energija, tj. pred in po elektrifikaciji, število nabojev in količina energije med naboji mora biti enako.
Poglejtudi: Zakaj ptice običajno niso šokirane z električnimi žicami?
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
električna sila
Dve električno nabiti telesi se lahko privlačita ali odbijata glede na svoj signal naboja. Telesa z električnimi naboji enakovredni znaki odbijajo drug drugega in telesa, katerih električni naboj ima nasprotni znakiprivlači drug drugega.
Zakon, ki nam omogoča izračun modula električne sile, ki deluje med dvema nabojema, je Coulombov zakon, predstavljen z naslednjim izrazom:
Podnapis:
F - Električna sila (N - Newton)
k0 - Elektrostatična konstanta vakuuma (k0 = 9,0.109 N.m² / C²)
kaj1,kaj2 - električni naboji 1 in 2 (C - kuloni)
d - Razdalja med tovoroma 1 in 2 (m)
Električno polje
O električno polje to je fizična velikost vektor pripisano električnim obremenitvam. Vsak električni naboj vpliva na prostor okoli sebe zaradi svojega električnega polja. Električno polje lahko torej razumemo kot vpliv električnega naboja na njihovo okolico. Enota električnega polja v Mednarodnem sistemu enot je NewtonnaCoulomb (N / C) ali volt na meter (V / m), saj sta obe enoti ekvivalenti.
Glej primer:
Dani položaj v vesolju ima električno polje 12,0 N / C ki jih ustvarja električni naboj. Ko električni naboj 1,0 ° C če je postavljen v ta položaj, bo nanj delovala električna sila modula, enaka 12,0 N. Če bi bila ta obtožba 2,0 ° C, utrpela bi električno silo 24,0 N..
Električno polje, ki ga ustvarja električni naboj V1 lahko izračunamo z naslednjim izrazom:
V zgornjem izrazu spremenljivka d je razdalja od točke, kjer želite izmeriti jakost električnega polja do položaja električnega naboja.
Električni potencial
O električni potencial to je fizična velikost vzpon v celoti predstavlja njegov modul in merilo v Volti (V) v Sistem jazmednarodniv Uvezi. Ta velikost meri količinavenergija ki jih zagotavlja električno polje za vsakega Coulomb tovora.
Ko je delec v vesoljskem območju izpostavljen električnemu potencialu 100,0 V, s seboj bo shranil 100,0 J (džuli) energije za vsakih 1,0 C električnega naboja, ki ga predstavlja. Če je vaš tovor od 2,0 ° C, imela bo energijo 200,0 J, Posledično.
O potencialelektrični ki ga ustvarja električni naboj modula V1 lahko izračunamo z naslednjim izrazom:
električna potencialna energija
Kdaj dvaali več električni naboji so pritrjeni na daljavo d med njimi shranjujejo obliko energije, imenovano električna potencialna energija. Če se eden od teh nabojev sprosti, se ta energija spremeni v energijakinetika, na primer. Ta energija se meri v džuli v mednarodnem sistemu enot.
Električno potencialno energijo med naboji lahko izračunamo z naslednjim izrazom:
Formule za elektrostatiko
Tukaj si oglejte glavne formule, uporabljene pri preučevanju elektrostatike.
→ Formula električnega naboja
Ta formula se uporablja za izračun količine presežka ali manjkajočega električnega naboja v telesu. Uporablja se lahko tudi za izračun števila manjkajočih ali presežnih elektronov.
→ Formula električnega polja
Uporablja se za določanje jakosti električnega polja, ki ga ustvarja točkovni električni naboj kaj1na daljavo d te obremenitve:
→ Formula električnega potenciala
Električni potencial točkovne porazdelitve nabojev lahko izračunamo po naslednji formuli:
→ Formula električne sile (Coulombov zakon)
Formula, ki jo lahko uporabimo za izračun sile električnega naboja kaj1 deluje na električni naboj kaj2, ločena z razdaljo d, določa Coulombov zakon:
→ Formula električne potencialne energije
Izračunamo lahko modul električne potencialne energije med dvema nabojema kaj1 in kaj2, ločena z razdaljo d, po naslednji formuli:
Povzetek
Elektrostatika je področje fizike, ki preučuje pojave, ki jih povzročajo električni naboji v mirovanju;
Vsak električni naboj vpliva na prostor okoli sebe z vektorsko fizikalno veličino, imenovano električno polje;
Električno polje je mera električne sile, ki deluje na vsako nabojno enoto;
Linije, pravokotne na črte električnega polja, določajo velikost električnega potenciala, ki ga ustvarjajo električni naboji;
Potencialna električna energija med dvema nabojema je skalarna količina, ki je podana v Joulih in meri količino energije, povezane z odbijanjem in medsebojnim privlačenjem med električnimi naboji;
Modul električne sile med dvema električnima nabojema lahko določimo iz Coulombovega zakona.
Rešena elektrostatična vaja
Električni naboj 2,0 µC fiksne in zanemarljive velikosti ustvarja na razdalji 0,5 m, električno polje in električni potencial enaka:
Podatki: k0 = 9.109 N.m² / C².
a) 72.10-3 N / C in 3.6.103 V
b) 12.104 N / C in 36.105 V
c) 72.103 N / C in 54.103 V
d) 72.102 N / C in 3.6.104 V
e) 7.2.103 N / C in 3.6.10-3 V
Povratne informacije: Črka B
Resolucija:
Poljeelektrični in potencialelektrični so lastnosti, značilne za en sam električni naboj v vesolju. Za izračun poljeelektrični te obremenitve uporabimo naslednjo enačbo:
Na podlagi podatkov, ki jih vsebuje izjava o vaji, moramo:
Za izračun potencialelektrični proizvedena s to obremenitvijo na enaki razdalji (0,5 m), uporabimo naslednjo enačbo:
Ob upoštevanju podatkov v izjavi imamo naslednjo resolucijo:
Avtor Rafael Hellerbrock
Magister fizike
