електростатики - це область фізики, яка охоплює вивчення електричних зарядів у стані спокою. ти явищаелектростатичний вивчені в цій галузі знань виникають в результаті міцністьвтяжіння і відштовхування що електричні заряди діють один на одного. У цьому тексті ми поговоримо про деякі основні властивості електростатики, такі як заряд електричний, електрифікація, електрична сила, електричний потенціал, електричне поле та потенційна енергія електричний.
електричний заряд
THE електричний заряд є майновнутрішній (власне) основних частинок речовини, таких як протони та електрони, а також макарони. Електрично нейтральні тіла мають однакову кількість електричних зарядів позитивні і негативний. Блок електричного заряду в Міжнародна система одиниць це Кулон (Ç).
Крім того, електричний заряд - це фізична величина квантовано, тобто має значенняМінімум, так що немаєце можливо знайти тіла, наелектризовані електричним модулем заряду менше цього значення, зателефонував основне навантаження, зазвичай позначається літерою і.
Протони та електрони мають саме це значення електричного заряду, приблизно 1,6.10-19 Ç. Отже, коли тіло електрично заряджене, його заряд дорівнює множинніціле дає зарядуфундаментальний, оскільки електрифікація відбувається з доповнення або видалення в електрони, оскільки протони пов'язані між собою ядраатомна.
Підзаголовок:
Питання - Модуль електричного заряду (C - кулони)
немає - Кількість відсутніх або надлишкових електронів
і - Фундаментальне навантаження (1.6.10-19 Ç)
Дивисьтакож:П’ять цікавих фактів про промені, які змусять волосся задиратися
Карта розуму: Електростатика
* Щоб завантажити карту розуму в PDF, Натисніть тут!
Електрифікація
Електрифікація кожен процес, здатний генерувати a різниця введіть номер навантаженняпозитивні і негативний тіла. Коли тіло має однакову кількість позитивних і негативних зарядів, ми говоримо, що воно є нейтральний; якщо ці цифри різні, ми кажемо, що він є електрифікований.
В основному існує три процеси електрифікації: a електрифікація контактним шляхом, затертя і індукцією:
THE електрифікаціязаконтакт бере участь два тіла провідники, і принаймні один з них повинен бути електричнозавантажений. Коли два тіла контактують, їх електричні заряди діляться, поки вони не стануть при однаковому електричному потенціалі. В кінці процесу присутні тіла той самий знак навантажень.
THE електризація тертям передбачає постачання енергії двом тілам через тертя між ними. Під час тертя (тертя), деякі електрони вириваються з одного з тіл, а потім захоплюються іншим тілом. Отже, необхідно перевірити спорідненість цих двох тіл у цьому виді електрифікації, проконсультувавшись з трибоелектричний ряд.
THE електрифікаціязаіндукція відбувається шляхом наближеннявідносний між електрично зарядженим тілом, що називається а індуктор, і провідний орган, який називається індуковані. Наявність індуктора породжує a поділ зарядів в наведеному тілі, виклик поляризація. Після цього розділення якір заземлюється на землю, змушуючи його заряди протікати через заземлювальний провід.
Всі процеси електрифікації відбуваються відповідно до Принципивзбереженнядаєзарядуелектричний і з енергія, тобто до та після електрифікації, кількість зарядів і кількість енергії між зарядами повинні бути однаковими.
Дивисьтакож: Чому птахів зазвичай не вражають електричні дроти?
Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
електрична сила
Два електрично заряджених тіла можуть чинити притягання або відштовхування одне до одного відповідно до свого сигналу заряду. Тіла з електричними зарядами знаки рівності відбивають одне одного і тіла, електричні заряди яких є протилежні знакизалучати один одного.
Закон, який дозволяє нам розрахувати модуль електричної сили, що діє між двома зарядами, - це закон Кулона, представлений таким виразом:
Підзаголовок:
F - Електрична сила (N - Ньютони)
k0 - Постійна електростатичного вакууму (k0 = 9,0,109 Нм² / С²)
що1,що2 - Електричні заряди 1 і 2 (С - кулони)
d - Відстань між вантажами 1 і 2 (м)
Електричне поле
О електричне поле це фізична величина вектор приписується електричним навантаженням. Кожен електричний заряд впливає на навколишній простір через своє електричне поле. Отже, ми можемо зрозуміти електричне поле як вплив електричного заряду на їх оточення. Одиницею електричного поля в Міжнародній системі одиниць є НьютонзаКулон (N / C) або Вольт на метр (V / m), оскільки обидва є одиницями еквіваленти.
Дивіться приклад:
Дане положення в просторі має електричне поле 12,0 Н / С генерується електричним зарядом. При електричному заряді 1,0 ° С розміщений у цьому положенні, на нього діятиме електрична сила модуля, рівна 12,0 с. Якби це звинувачення було 2,0 ° С, вона зазнає електричної сили 24,0 н.
Електричне поле, породжене електричним зарядом Питання1 можна обчислити, використовуючи такий вираз:
У наведеному вище виразі змінна d - це відстань від точки, де потрібно виміряти силу електричного поля до положення електричного заряду.
Електричний потенціал
О електричний потенціал це фізична величина підйом повністю представлений своїм модулем та мірою в Вольт (V) у Система Яміжнароднийв Uзв'язків. Ця величина вимірює кількістьвенергія забезпечується електричним полем для кожного Кулон вантажу.
Коли частинка знаходиться в області простору, що зазнає електричного потенціалу 100,0 В, він буде зберігати 100,0 Дж (джоулів) енергії на кожні 1,0 С електричного заряду, який він представляє. Якщо ваш вантаж від 2,0 ° С, у неї буде енергія 200,0 Дж, Отже.
О потенціалелектричний генерується модулем електричного заряду Питання1 можна обчислити, використовуючи такий вираз:
електрична потенційна енергія
Коли дваабо більше електричні заряди фіксуються на відстані d між ними вони зберігають форму енергії, яка називається електрична потенційна енергія. Якщо один із цих зарядів звільниться, ця енергія перетвориться на енергіякінетика, наприклад. Ця енергія вимірюється в джоулів в Міжнародній системі одиниць.
Ми можемо розрахувати електричну потенційну енергію між зарядами, використовуючи такий вираз:
Формули електростатики
Ознайомтесь тут з основними формулами, що використовуються при вивченні електростатики.
→ Формула електричного заряду
Ця формула використовується для обчислення кількості надлишкового або відсутнього електричного заряду в тілі. Він також може бути використаний для обчислення кількості відсутніх або надлишкових електронів.
→ Формула електричного поля
Він використовується для визначення напруженості електричного поля, що створюється точковим електричним зарядом що1на відстані d цього навантаження:
→ Формула електричного потенціалу
Електричний потенціал точкового розподілу зарядів можна розрахувати за такою формулою:
→ Формула електричної сили (закон Кулона)
Формула, за якою можна розрахувати силу електричного заряду що1 чинить на електричний заряд що2, відокремлений відстанню d, визначається законом Кулона:
→ Формула електричної потенціальної енергії
Ми можемо розрахувати модуль електричної потенціальної енергії між двома зарядами що1 і що2, розділені відстанню d, за наступною формулою:
Резюме
Електростатика - це область фізики, яка вивчає явища, викликані електричними зарядами в спокої;
Кожен електричний заряд впливає на простір навколо нього за допомогою векторної фізичної величини, яка називається електричним полем;
Електричне поле - це міра електричної сили, що діє на кожну одиницю заряду;
Лінії, перпендикулярні лініям електричного поля, визначають величину електричного потенціалу, що створюється електричними зарядами;
Потенційна електрична енергія між двома зарядами є скалярною величиною, яка задана в Джоулях і вимірює кількість енергії, пов'язаної з відштовхуванням і взаємним притяганням між електричними зарядами;
Модуль електричної сили між двома електричними зарядами можна визначити із закону Кулона.
Розв’язана вправа з електростатики
Електричний заряд 2,0 мкС фіксованого і незначного розміру генерує, на відстані 0,5 м, електричне поле та електричний потенціал відповідно дорівнюють:
Дані: k0 = 9.109 N.m² / C².
а) 72.10-3 N / C та 3.6.103 V
б) 12.104 N / C та 36.105 V
в) 72.103 N / C та 54.103 V
г) 72.102 N / C та 3.6.104 V
д) 7.2.103 N / C та 3.6.10-3 V
Зворотній зв'язок: Літера Б
Дозвіл:
Польовийелектричний і потенціалелектричний це властивості, властиві одному електричному заряду в просторі. Для обчислення полеелектричний цього навантаження ми використовуємо таке рівняння:
Беручи дані, надані в заяві про вправу, ми маємо:
Для обчислення потенціалелектричний утворюється цим навантаженням на однаковій відстані (0,5 м), ми використовуємо таке рівняння:
Беручи до уваги дані у заяві, ми маємо таку резолюцію:
Автор: Рафаель Хеллерброк
Магістр фізики
