Elektrisk kraft är samspelet mellan attraktion eller avstötning som genereras mellan två laddningar på grund av att det finns ett elektriskt fält runt dem.
En laddnings förmåga att skapa elektriska krafter upptäcktes och studerades av den franska fysikern Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) i slutet av 1700-talet.
Runt 1780 skapade Coulomb torsionsbalansen och med detta instrument visade han experimentellt att kraftens intensitet är direkt proportionell mot värdet på de elektriska laddningarna som interagerar och omvänt proportionellt mot kvadraten på avståndet som separerar.
Elektrisk kraftformel
Den matematiska formeln, även kallad Coulombs lag, som uttrycker intensiteten hos den elektriska kraften är:
I det internationella systemet för enheter (SI) uttrycks intensiteten av den elektriska kraften (F) i newton (N).
Villkoren som1 och vad2 av formeln motsvarar de absoluta värdena för de elektriska laddningarna, vars SI-enhet är coulomb (C), och avståndet som skiljer de två laddningarna (r) representeras i meter (m).
Proportionalitetskonstanten (K) beror på mediet i vilket laddningarna sätts in, till exempel i vakuum kallas denna term elektrostatisk konstant (K0) och dess värde är 9,109 Nm2/ Ç2.
Lära sig mer omCoulombs lag.
Vad används den elektriska kraftformeln för och hur man beräknar den?
Formeln som skapats av Coulomb används för att beskriva intensiteten i den ömsesidiga interaktionen mellan tvåpunktsladdningar. Dessa laddningar är elektrifierade kroppar vars dimensioner är försumbara jämfört med avståndet mellan dem.
Elektrisk attraktion uppstår mellan laddningar som har motsatta tecken, eftersom den befintliga kraften är attraktionskraften. Elektrisk avstötning inträffar när laddningar av samma tecken samlas, eftersom den avstötande kraften verkar på dem.
För att beräkna den elektriska kraften signalerna av elektriska laddningar de beaktas inte, bara deras värden. Se hur man beräknar elektrisk kraft med följande exempel.
Exempel 1: Två elektrifierade partiklar, q1 = 3,0 x 10-6 C och q2 = 5,0 x 10-6 C, och med försumbara dimensioner ligger på ett avstånd av 5 cm från varandra. Bestäm styrkan hos den elektriska kraften med tanke på att de är i vakuum. Använd elektrostatisk konstant K0 = 9. 109 Nm2/ Ç2.
Lösning: För att hitta den elektriska kraften måste data tillämpas i formeln med samma enheter som den elektrostatiska konstanten.
Observera att avståndet gavs i centimeter, men konstanten är meter, så det första steget är att transformera avståndsenheten.
Nästa steg är att ersätta värdena i formeln och beräkna den elektriska kraften.
Vi kom fram till att intensiteten hos den elektriska kraften som verkar på laddningarna är 54 N.
Du kanske också är intresserad avelektrostatik.
Exempel 2: Avståndet mellan punkterna A och B är 0,4 m och lasterna Q är placerade i ändarna1 och Q2. En tredje laddning, Q3, infördes vid en punkt som ligger 0,1 m från Q1.
Beräkna nettokraften på Q3 veta att:
- F1 = 2,0 x 10-6 Ç
- F2 = 8,0 x 10-6 Ç
- F3 = - 3,0 x 10-6 Ç
- K0 = 9. 109 Nm2/ Ç2
Lösning: Det första steget i att lösa detta exempel är att beräkna styrkan hos den elektriska kraften mellan två laddningar åt gången.
Låt oss börja med att beräkna dragkraften mellan Q1 och Q3.
Nu beräknar vi attraktionskraften mellan Q3 och Q2.
Om det totala avståndet mellan linjen är 0,4 m och Q3 är 0,1 m från A, vilket betyder att avståndet mellan Q3 och Q2 är 0,3 m.
Från värdena för attraktionskrafterna mellan lasterna kan vi beräkna den resulterande kraften enligt följande:
Vi kom fram till att den resulterande elektriska kraften som Q1 och Q2 utöva på Q3 är 3 N.
För att fortsätta testa din kunskap hjälper följande listor dig:
- Coulombs lag - övningar
- Elektrisk laddning - Övningar
- Elektrostatik - Övningar
