Amikor egy ballont egy pulóverrel dörzsölnek, akkor a ballon töltődik. Ezen töltés miatt a ballon a falhoz tapadhat, de ha egy másik, még megdörzsölt ballon mellett helyezkedik el, az első ballon az ellenkező irányba repül.
Elvihető kulcsok: Elektromos mező
- Az elektromos töltés az anyag tulajdonsága, amely miatt két tárgy vonzza vagy visszatükrözi töltésektől függően (pozitív vagy negatív).
- Az elektromos mező egy olyan térrész, amelyben egy elektromosan töltött részecske vagy tárgy van, amelyben az elektromos töltés erőt érez.
- Az elektromos mező egy vektormennyiség, és nyilakként jeleníthető meg, amelyek a töltések felé mutatnak, vagy azok távol vannak. A vonalakat pontosan definiálják sugárirányban kifelé, pozitív töltéstől távol, vagy sugárirányban befelé, negatív töltés felé.
Ez a jelenség az anyag olyan tulajdonságának az eredménye, amelyet elektromos töltésnek hívnak. Az elektromos töltések elektromos mezőket hoznak létre: az elektromosan töltött részecskék vagy tárgyak körüli térrészek, amelyekben más elektromosan töltött részecskék vagy tárgyak erőt éreznek.
Elektromos töltés meghatározása
Az elektromos töltés, amely lehet pozitív vagy negatív is, az anyag olyan tulajdonsága, hogy két tárgy vonzza vagy visszataszítja. Ha az objektumok ellenkezőleg töltöttek (pozitív-negatív), akkor vonzzák; ha hasonló töltésűek (pozitív-pozitív vagy negatív-negatív), akkor taszítanak.
Az elektromos töltés mértékegysége a coulomb, amelyet úgy határozunk meg, hogy a villamosenergia mennyisége egy árammal továbbítja elektromos áram 1 amper 1 másodpercen belül.
atomok, amelyek a ügy, három típusú részecskékből készülnek: elektronok, neutronokés protonok. Az elektronok és a protonok maguk elektromosan töltöttek, negatív és pozitív töltésük van. A neutron nincs elektromos töltéssel.
Számos tárgy elektromosan semleges és teljes nettó töltésük nulla. Ha az elektronok vagy a protonok túl vannak, és így nettó töltés nem nulla, akkor az objektumokat töltöttnek tekintik.
Az elektromos töltés számszerűsítésének egyik módja az e = 1,602 * 10 állandó használata-19 nyakékek. Egy elektron, amely a negatív elektromos töltés legkisebb mennyisége, töltése -1,602 * 10-19 nyakékek. Egy proton, amely a legkisebb mennyiségű pozitív elektromos töltés, +1 602 * 10 töltéssel rendelkezik-19 nyakékek. Így 10 elektron töltése -10 e, 10 protonja +10 e.
Coulomb törvénye
Az elektromos töltések vonzzák vagy visszaszorítják egymást, mert kifejtik erők egymáson. A két elektromos pont töltés - az idealizált töltések, amelyek az űr egy pontján koncentrálódnak - közötti erőt a következő írja le Coulomb törvénye. Coulomb törvénye szerint a két pont töltés közötti erő erőssége vagy nagysága arányos a töltések nagyságával és fordítottan arányos a két töltés közötti távolságig.
Matematikailag ezt a következőképpen adják meg:
F = (k | q1q2|) / R2
ahol q1 az első pont töltés, q2 a második pont töltése, k = 8.988 * 109 nm2/ C2 Coulomb állandója, és r a két pont töltés közötti távolság.
Bár technikailag nincsenek valódi pont töltések, az elektronok, protonok és más részecskék annyira kicsik, hogy lehetnek közelítő pontdíjjal.
Elektromos mező képlet
Az elektromos töltés elektromos mezőt hoz létre, amely egy olyan térrész, amely egy elektromosan töltött részecske vagy tárgy körül helyezkedik el, amelyben az elektromos töltés erőt érez. Az elektromos mező az űrben minden pontban létezik, és megfigyelhető úgy, hogy újabb töltést hoz az elektromos mezőbe. Az elektromos mező azonban gyakorlati célokra nullához közelíthető, ha a töltések elég távol vannak egymástól.
Az elektromos mezők a vektor mennyiség és megjeleníthetők úgy, mint a díjak felé mutató vagy azok felé mutató nyilak. A vonalakat pontosan definiálják sugárirányban kifelé, pozitív töltéstől távol, vagy sugárirányban befelé, negatív töltés felé.
Az elektromos mező nagyságát az E = F / q képlet adja meg, ahol E a elektromos mező, F az elektromos erő, és q a vizsgálati töltés, amelyet arra használnak, hogy „érezzék” az elektromos energiát terület.
Példa: 2 pontos töltés elektromos mezője
Két pont díj esetén az F-et a fenti Coulomb-törvény adja.
- Így F = (k | q1q2|) / R2, ahol q2 alatt azt a leghatékonyabb chargethat-t definiálják, amelyet az elektromos mező „érezésére” használnak.
- Ezután az elektromos mező képletét használva kapjuk meg az E = F / q értéket2, mivel q2 teszt töltésként határoztuk meg.
- Az F helyettesítése után E = (k | q1|) / R2.
források
- Fitzpatrick, Richard. “Elektromos mezők.” A texasi egyetem, Austin, 2007.
- Lewandowski, Heather és Chuck Rogers. - Elektromos mezők. A Colorado Egyetem, Boulder, 2008.
- Richmond, Michael. “Elektromos töltés és a Coulomb törvénye.” Rochesteri Technológiai Intézet.