ไฟฟ้าสถิต: แนวคิด สูตร แบบฝึกหัด แผนที่ความคิด

ไฟฟ้าสถิต เป็นพื้นที่ของฟิสิกส์ที่ศึกษาประจุไฟฟ้าที่เหลือ คุณ ปรากฏการณ์ไฟฟ้าสถิต ที่ศึกษาโดยองค์ความรู้ด้านนี้เกิดขึ้นจากการที่ ความแข็งแกร่งในสถานที่ท่องเที่ยว และ แรงผลักดัน ที่ประจุไฟฟ้ากระทำต่อกัน ในบทความนี้ เราจะพูดถึงคุณสมบัติหลักบางประการของไฟฟ้าสถิต เช่น ประจุ ไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้า แรงไฟฟ้า ศักย์ไฟฟ้า สนามไฟฟ้า และ พลังงานศักย์ ไฟฟ้า.

ค่าไฟฟ้า

THE ค่าไฟฟ้า คือ ทรัพย์สินแท้จริง (เหมาะสม) ของอนุภาคมูลฐานของสสาร เช่น โปรตอนและอิเล็กตรอน ตลอดจน พาสต้า. วัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้ามีประจุไฟฟ้าเท่ากัน บวก และ เชิงลบ หน่วยประจุไฟฟ้าใน ระบบหน่วยสากล มันเป็น คูลอมบ์ (ค).

นอกจากนี้ประจุไฟฟ้ายังเป็นปริมาณทางกายภาพ เชิงปริมาณ, กล่าวคือ มันมี ค่าขั้นต่ำ ดังนั้น ไม่มันเป็นไปได้ หาศพที่มีกระแสไฟฟ้าด้วยโมดูลประจุไฟฟ้า น้อยกว่าค่านี้เรียกว่า ภาระพื้นฐาน มักจะเขียนแทนด้วยตัวอักษร และ.

โปรตอนและอิเล็กตรอนมีค่าประจุไฟฟ้าประมาณนี้ ประมาณ 1,6.10^-19 ค. ดังนั้น เมื่อร่างกายมีประจุไฟฟ้า ประจุของมันคือ a หลายรายการทั้งหมด ให้ ค่าใช้จ่ายพื้นฐาน เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้นจาก ส่วนที่เพิ่มเข้าไป หรือ การกำจัด ใน อิเล็กตรอนตั้งแต่, โปรตอน มีการเชื่อมโยงภายใน แกนอะตอม

instagram story viewer

คำบรรยาย:
Q – โมดูลประจุไฟฟ้า (C – คูลอมบ์)
ไม่ – จำนวนอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปหรือส่วนเกิน
และ – ภาระพื้นฐาน (1.6.10^-19 ค)

ดูยัง:5 เรื่องน่ารู้เกี่ยวกับรังสีที่จะทำให้เส้นผมของคุณดูโดดเด่น

Mind Map: ไฟฟ้าสถิต

* ในการดาวน์โหลดแผนที่ความคิดในรูปแบบ PDF คลิกที่นี่!

ไฟฟ้า

ไฟฟ้า คือทุกกระบวนการที่สามารถสร้าง a ความแตกต่าง ใส่จำนวน โหลดบวก และ เชิงลบ ของร่างกาย เมื่อร่างกายมีจำนวนประจุบวกและประจุลบเท่ากัน เรียกว่า เป็นกลาง; ถ้าตัวเลขเหล่านี้ต่างกัน เราว่าเขาคือ ไฟฟ้า

โดยทั่วไปมีสามขั้นตอนการผลิตไฟฟ้า: a ไฟฟ้าโดยการติดต่อ, ต่อแรงเสียดทาน และ โดยการเหนี่ยวนำ:

THE กระแสไฟฟ้าต่อติดต่อ ประกอบด้วยสองร่าง ตัวนำ, และอย่างน้อยต้อง ไฟฟ้าโหลดแล้ว เมื่อทั้งสองร่างสัมผัสกัน ประจุไฟฟ้าของพวกมันจะแบ่งจนเป็น ภายใต้ศักย์ไฟฟ้าเท่ากัน. ในตอนท้ายของกระบวนการ ร่างกายนำเสนอ เครื่องหมายเดียวกัน ของโหลด
THE กระแสไฟฟ้าเสียดทาน เกี่ยวข้องกับการจัดหาพลังงานให้กับร่างกายทั้งสองผ่าน แรงเสียดทาน ระหว่างพวกเขา. ในช่วง แรงเสียดทาน (แรงเสียดทาน), อิเล็กตรอนบางตัวถูกฉีกออกจากร่างหนึ่งแล้วจับอีกร่างหนึ่ง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจสอบความสัมพันธ์ของทั้งสองร่างในการใช้พลังงานไฟฟ้าประเภทนี้โดยปรึกษากับ ซีรีย์ไทรโบอิเล็กทริก.
THE กระแสไฟฟ้าต่อการเหนี่ยวนำ เกิดขึ้นโดย ค่าประมาณญาติ ระหว่างร่างกายที่มีประจุไฟฟ้าเรียกว่า ตัวเหนี่ยวนำ, และกายนำที่เรียกว่า ชักนำ การปรากฏตัวของตัวเหนี่ยวนำสร้างa การแยกประจุในร่างกายที่ถูกเหนี่ยวนำ, เรียกของ โพลาไรซ์ จากการแยกนี้ เกราะถูกต่อลงกราวด์ ทำให้ประจุของมันไหลผ่านสายกราวด์

กระบวนการไฟฟ้าทั้งหมดเกิดขึ้นตาม หลักการในการอนุรักษ์ให้ค่าใช้จ่ายไฟฟ้า และของ พลังงานกล่าวคือ ก่อนและหลังการใช้ไฟฟ้า, จำนวนประจุและปริมาณพลังงานระหว่างประจุ จะต้องเหมือนกัน

ดูยัง: ทำไมนกถึงไม่ตกใจกับสายไฟ?

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

แรงไฟฟ้า

วัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสองตัวสามารถดึงดูดหรือผลักซึ่งกันและกันตามสัญญาณประจุ ร่างกายที่มีประจุไฟฟ้าของ เครื่องหมายเท่ากับ ขับไล่ซึ่งกันและกันและร่างกายที่มีประจุไฟฟ้า สัญญาณตรงข้ามดึงดูดกัน.

กฎที่ช่วยให้เราสามารถคำนวณโมดูลัสของแรงไฟฟ้าที่กระทำระหว่างสองประจุคือกฎของคูลอมบ์ นำเสนอโดยนิพจน์ต่อไปนี้:

คำบรรยาย:
F – แรงไฟฟ้า (N - นิวตัน)
k₀ – ค่าคงที่สูญญากาศไฟฟ้าสถิต (k₀ = 9,0.109 นิวตันเมตร/C²)
อะไร₁,อะไร₂ – ค่าไฟฟ้า 1 และ 2 (C – คูลอมบ์)
d – ระยะห่างระหว่างโหลด 1 และ 2 (ม.)

สนามไฟฟ้า

อู๋ สนามไฟฟ้า มันเป็นขนาดทางกายภาพ เวกเตอร์ เกิดจากโหลดไฟฟ้า ประจุไฟฟ้าทุกชนิดมีอิทธิพลต่อพื้นที่รอบๆ เนื่องจากสนามไฟฟ้า เราสามารถเข้าใจสนามไฟฟ้า จึงเป็นอิทธิพลที่ประจุไฟฟ้ามีต่อสิ่งรอบข้าง หน่วยสนามไฟฟ้าในระบบสากลของหน่วยคือ นิวตันต่อคูลอมบ์ (N/C) หรือโวลต์ต่อเมตร (V/m) เนื่องจากทั้งสองหน่วยเป็นหน่วย เทียบเท่า

ดูตัวอย่าง:

ตำแหน่งที่กำหนดในอวกาศมีสนามไฟฟ้าของ 12.0 N/C ที่เกิดจากประจุไฟฟ้า เมื่อประจุไฟฟ้าของ 1.0C วางไว้ในตำแหน่งนี้ จะถูกกระทำโดยแรงไฟฟ้าของโมดูลัสเท่ากับ 12.0 น. หากค่าใช้จ่ายนี้เป็น 2.0Cเธอจะประสบกับแรงไฟฟ้าของ 24.0 น.

สนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้า Q₁ สามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

ในนิพจน์ข้างต้น ตัวแปร d คือระยะทางจากจุดที่คุณต้องการวัดความแรงของสนามไฟฟ้าถึงตำแหน่งประจุไฟฟ้า

ศักย์ไฟฟ้า

อู๋ ศักย์ไฟฟ้า มันเป็นขนาดทางกายภาพ ปีน แสดงโดยโมดูลและวัดอย่างเต็มที่ใน โวลต์ (V) ใน ระบบ ผมนานาชาติใน ยูความสัมพันธ์ ขนาดนี้วัดค่า จำนวนเงินในพลังงาน ให้โดยสนามไฟฟ้าสำหรับแต่ละ คูลอมบ์ ของสินค้า

เมื่ออนุภาคอยู่ในบริเวณที่มีศักย์ไฟฟ้าเท่ากับ 100.0V, มันจะเก็บ 100.0 J ไว้ด้วย (จูลส์) ของพลังงานสำหรับประจุไฟฟ้าทุกๆ 1.0 C ที่นำเสนอ หากสินค้าของคุณมาจาก 2.0C, เธอจะมีพลังของ 200.0 J, ดังนั้น.

อู๋ ศักยภาพไฟฟ้า เกิดจากประจุไฟฟ้าของโมดูล Q₁ สามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

พลังงานศักย์ไฟฟ้า

เมื่อไหร่ สองหรือมากกว่า ประจุไฟฟ้าถูกกำหนดไว้ที่ระยะห่าง d ระหว่างพวกเขาพวกเขาเก็บรูปแบบของพลังงานที่เรียกว่า พลังงานศักย์ไฟฟ้า. หากปล่อยประจุใดประจุหนึ่งเหล่านี้ พลังงานนี้จะถูกแปลงเป็น พลังงานจลนศาสตร์ ตัวอย่างเช่น. พลังงานนี้วัดเป็น จูลส์ ในระบบสากลของหน่วย

เราสามารถคำนวณพลังงานศักย์ไฟฟ้าระหว่างประจุโดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

สูตรไฟฟ้าสถิต

ตรวจสอบสูตรหลักที่ใช้ในการศึกษาไฟฟ้าสถิตได้ที่นี่

→ สูตรประจุไฟฟ้า

สูตรนี้ใช้คำนวณปริมาณประจุไฟฟ้าส่วนเกินหรือขาดหายไปในร่างกาย นอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการคำนวณจำนวนอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปหรือส่วนเกิน

→ สูตรสนามไฟฟ้า

ใช้เพื่อกำหนดความแรงของสนามไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้าจุด point อะไร₁ในระยะไกล d ของภาระนี้:

→ สูตรศักย์ไฟฟ้า

ศักย์ไฟฟ้าของการกระจายแบบจุดของประจุสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

→ สูตรของแรงไฟฟ้า (กฎของคูลอมบ์)

สูตรที่ใช้คำนวณแรงที่ประจุไฟฟ้าได้ อะไร₁ ทำให้เกิดประจุไฟฟ้า อะไร₂,คั่นด้วยระยะทาง d, ถูกกำหนดโดยกฎของคูลอมบ์:

→ สูตรพลังงานศักย์ไฟฟ้า

เราสามารถคำนวณโมดูลัสของพลังงานศักย์ไฟฟ้าระหว่างประจุทั้งสองได้ อะไร₁ และ อะไร₂, ห่างกันเป็นระยะ ง, ผ่านสูตรต่อไปนี้:

สรุป

ไฟฟ้าสถิตเป็นสาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดจากประจุไฟฟ้าที่เหลือ
ประจุไฟฟ้าทุกชนิดมีอิทธิพลต่อพื้นที่รอบๆ ผ่านปริมาณทางกายภาพของเวกเตอร์ที่เรียกว่าสนามไฟฟ้า
สนามไฟฟ้าเป็นตัววัดแรงไฟฟ้าที่กระทำต่อหน่วยประจุแต่ละหน่วย
เส้นตั้งฉากกับเส้นสนามไฟฟ้ากำหนดขนาดของศักย์ไฟฟ้าที่เกิดจากประจุไฟฟ้า
พลังงานศักย์ไฟฟ้าระหว่างประจุสองประจุเป็นปริมาณสเกลาร์ที่กำหนดเป็นจูลและวัดปริมาณพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการผลักและแรงดึงดูดซึ่งกันและกันระหว่างประจุไฟฟ้า
โมดูลัสของแรงไฟฟ้าระหว่างประจุไฟฟ้าสองประจุสามารถหาได้จากกฎของคูลอมบ์