Ładunek elektrostatyczny to wymiana ładunku, która ma miejsce, gdy dwie powierzchnie wchodzą do środka skontaktuj się lub oddzielne. W artykule omówiono, czym jest ładunek elektrostatyczny i jak go znaleźć.
Koncepcja elektrostatyczna wywodzi się z bezkontaktowej siły, którą ładunki nakładają na siebie. Oznacza właściwości ładunków opóźniających poruszanie się, ponieważ siła między nimi jest duża. Prawo Coulomba przedstawia taką siłę jako „siłę elektrostatyczną”, która wywołuje wymianę ładunków.
Ładunek porusza się powoli, gdy jest w stan elektrostatyczny lub równowaga statyczna. Występuje, gdy my trzeć powierzchnie dwóch obiektów, a następnie ładunek na każdej powierzchni przenoszą się na inną powierzchnię. Przed tarciem dowolny przedmiot znajduje się w stan neutralny. tj, jego atom ma taką samą liczbę ładunków dodatnich, jak i ujemnych.
Ale kiedy potarliśmy powierzchnie, zyskały albo dodatkowe elektrony, albo protony. Kiedy cząstki otrzymują więcej jonów dodatnich niż ujemnych, stają się cząstkami naładowanymi dodatnio. W tych cząstkach liczba protonów jest większa niż liczba elektronów. Natomiast, gdy cząstki nabywają więcej jonów ujemnych, stają się ujemnie naładowanymi cząstkami, takimi jak elektrony.
Przykład elektrostatyczny
Załóżmy, że potarliśmy o siebie zarówno neutralny pręt, jak i jedwabną szmatkę. Ujemny ładunek przemieszcza się z pręta na jedwabną tkaninę, a dodatni ładunek z jedwabnej tkaniny przesuwa się na pręt. W ten sposób ładunek ujemny netto na jedwabnej tkaninie zrównoważył ładunek dodatni netto na pręcie. Jest to stan elektrostatyczny, podczas gdy siła odpowiedzialna za taki stan nazywa się „siła elektrostatyczna".
(kredyt: Shutterstock)
Podobne zarzuty lub podobne zarzuty sprzeciwiają się sobie. tj, ujemny ładunek odpycha ładunek ujemny lub dodatnive ładunek odpycha ładunek dodatni. Natomiast w przeciwieństwie do ładunków przyciągają się nawzajem, tj. ładunek dodatni przyciąga ładunek ujemny. Mimo że ładunki przyciągają lub odpychają, nadal wiążą się w atomie z powodu innej siły bezkontaktowej zwanej „siła jądrowa", która jest silniejsza niż siła elektrostatyczna.
Przeczytaj więcej o rodzajach sił.
Jaki jest ładunek siły elektrostatycznej?
Ładunek siły elektrostatycznej jest podobny lub niepodobny do ładunku, który powoduje rodpychająca i przyciągająca siła.
Siła elektrostatyczna jest albo odpychająca, albo przyciągająca, działając pomiędzy różnymi lub podobnymi naładowanymi cząstkami. Odpychające jest, jeśli naładowane cząstki po wymianie mają dokładną polaryzację. Jeśli mają przeciwną biegunowość, siła elektrostatyczna jest przyciągająca.
Ponieważ ładunek jest podstawową właściwością matur, każdy jego składnik posiada ładunek o wartości, która może być zerowa, dodatnia lub ujemna. Proton, cząstka naładowana dodatnio, jest związany z jądrem atomowym przez silna siła jądrowa, podczas gdy elektron, ujemnie naładowana cząstka, porusza się w pobliżu jądra. Oznacza to, że znak naładowanych cząstek wskazuje, czy atom ma dodatkowe elektrony i czy brakuje elektronów.
Siła elektrostatyczna między dodatnim protonem a ujemnym elektronem wewnątrz atomu jest odpowiedzialna za siłę atomu. Wywierał na odległość 10-6m, co stanowi jedną dziesiątą średnicy jądra atomowego.
- Załóżmy, że materia posiada dokładne ładunki dodatnie i ujemne, siła między ładunkami ma zerowy ładunek netto.
- Jeśli dwa oddziałujące ładunki, dodatnie i dodatnie lub ujemne lub ujemne, siła elektrostatyczna między ładunkami jest odpychająca i ma dodatni znak „+”. Dodatnia siła odpychająca między dwoma ładunkami jest słaba. Stąd, siła jądrowa jest potrzebne do związania obu ładunków.
- Jeśli dwa oddziałujące ładunki są dodatnie i ujemne, siła elektrostatyczna między ładunkami jest atrakcyjna i ma ujemny znak „-”. Przyciągająca siła ujemna wystarcza do związania dwóch różnych ładunków.
(kredyt: shutterstock)
Jakie jest pierwsze prawo ładunku elektrostatycznego?
Prawo przyciągania i odpychania Coulomba jest pierwszym prawem ładunku elektrostatycznego.
Siła elektrostatyczna jest nazywana „siła kulombowska” zdefiniowaną przez Prawo Coulomba co mówi,
„Wielkość siły elektrostatycznej między dwoma ładunkami jest wprost proporcjonalna do wielkości obu ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi”.
Siła elektrostatyczna lub Siła kulombowska między dwoma oddziałującymi ładunkami q1 i q2 oddzielone odległością r jest,
F ∞ q1q2/r2
fa = keq1q2/r2
Gdzie stała proporcjonalności ke jest stała kulombowska.
ke jest równy 1/4πɛ0
Natomiast ɛ0 jest stałą elektryczną o wartości X 8.85 10-12 C2/Nm2
I π= 3.14
Zastępując wszystkie wartości,
ke= 1/4 * 3.14 * 8.85*10-12
ke = 9 x 109 Nm2c-2
Od (*) dowiedzieliśmy się, że siła siły elektrostatycznej zmienia się, ostrzegając następujące dwie zmienne:
Wielkość obu opłat
Im bardziej ładujemy przedmiot, tym lepiej się przyciąga lub odpycha. Załóżmy, że zakładamy dodatnie ładunki na dwóch prętach. Jeśli trochę potarliśmy oba pręty, to również nieznacznie zwiększyło wartość dodatnich ładunków na nich. Pocieranie poprawia siłę elektrostatyczną między dwoma ładunkami dodatnimi, dzięki czemu ładunki są bardziej odpychane. Jeżeli jeden z pręcików zyskuje ładunek dodatni, a drugi ujemny, oba pręciki przyciągają się nawzajem z powodu odmiennego przenoszenia ładunku po tarciu.
Odległość między ładunkami
Im bardziej zwiększamy dystans, tym mniej ładunków przyciąga lub odpycha się nawzajem. Jeśli pręty zostaną zbliżone do siebie po potarciu, przyciągają lub odpychają bardziej niż siła siła elektrostatyczna wzrasta ze względu na małą odległość między opłatami. Ale siła elektrostatyczna zbliża się do zera, gdy zwiększamy odległość między ładunkami do nieskończenie dużej.
Ponieważ prawo przyciągania lub odpychania Coulomba brzmi: prawo odwrotności kwadratu, czyli siła odwrotnie proporcjonalna do odległości, identyczny z Prawo ciążenia Newtona. Siła kulombowska lub elektrostatyczna jest silniejsza niż siła grawitacji, ale obie siły bezstykowe maleją wraz z odległością. Niemniej jednak siła grawitacji jest atrakcyjna, ale siła elektrostatyczna jest albo odpychająca, albo przyciągająca.
Wielkość i znak siły elektrostatycznej są opisane przez dwa oddziałujące ładunki w atomie, a nie przez masę obiektu.
Przeczytaj więcej o grawitacji.
Jak znaleźć ładunek elektrostatyczny?
Ładunek elektrostatyczny odkrywa prawo zachowania ładunku.
Prawo konserwatorskie stanowi, że ładunki elektryczne nie tworzą ani nie niszczą po tarciu; przenoszą się z jednej powierzchni na drugą. Prowadzi to do przekształceń polaryzacji obiektu, w którym przenoszony jest ładunek, a ten przenoszony ładunek jest znany jako „ładunek elektrostatyczny”.
(kredyt: shutterstock)
Zgodnie z prawo zachowania ładunku, q = brak
Podczas gdy n to dodatnie, a ujemne liczby całkowite zależą od znaku ładunku, a e to ładunek elektroniczny o wartości 1.60 x 1019 C.
Tak więc proton mający znak dodatni ma wartość q = + 1.60 x 1019 C i elektron ze znakiem ujemnym ma wartość q = -1.60 x 1019 C.
Przykład elektrostatyczny
Wprowadźmy dodatnie lub ujemne ładunki do neutralnego obiektu, który ma zerowy ładunek netto, tj. q = 0
Załóżmy, że w pobliżu sfery neutralnej umieszczamy dodatnio naładowany pręt o ładunku netto +q = 6e. Dodatnio naładowany pręt ma sześć protonów, które oddalają się od siebie, ponieważ jest odpychający. Stąd ich dwa protony przechodzą do sfery obojętnej, co powoduje, że jest ona naładowana dodatnio z ładunkiem netto +q = 2e, podczas gdy ładunek netto pręcika staje się +q = 4e.
Całkowite opłaty systemu drogowo-sferowego przed przeniesieniem wynoszą 6e, a po przeniesieniu 6e. W ten sposób zachowywane są całkowite ładunki układu, a po przeniesieniu możemy odkryć ładunek elektrostatyczny.
Przeczytaj więcej o prawach ochrony.
Jaka jest jednostka ładunku elektrostatycznego?
Jednostką ładunku elektrostatycznego jest Kulomb (w skrócie C).
Jednostka systemu elektrostatycznego służy do pomiaru wielkości elektrycznych, takich jak prąd, napięcie i ładunek. Siła wywierana na inne ładunki określała ładunek elektrostatyczny w jednostce elektrostatycznej. Jednostką ładunku elektrostatycznego w układzie SI jest kulomb (C), a jednostką CGS jest Statkulomb (statC).
1C = 3.3 x 10 -10 statystyka
W jednostki System International (SI), ładunki wywodzą się z prawa Coulomba przyciągania lub odpychania, przyjmując przenikalność elektryczną jako wielkość bezwymiarową. ten Centymetr-gram-sekunda (CGS) jednolitat, takie jak statkulomb, jest również znany jako elektrostatyczna jednostka ładunku (esu) or Franklin (Fr).
Podstawowym powodem wyrażania ładunku elektrostatycznego w jednostce CGS jest wyrażanie innych prawa elektromagnetyzmu.
Przeczytaj więcej o jednostkach SI.
Przeczytaj także:
Witam, nazywam się Manish Naik i ukończyłem studia magisterskie z fizyki na kierunku elektronika półprzewodnikowa jako specjalizacja. Mam trzyletnie doświadczenie w pisaniu artykułów na temat fizyki. Pisanie, którego celem było dostarczenie dokładnych informacji wszystkim czytelnikom, zarówno początkującym, jak i ekspertom.
W wolnym czasie uwielbiam spędzać czas na łonie natury lub zwiedzać miejsca historyczne.
Nie mogę się doczekać, aby połączyć się z Tobą za pośrednictwem LinkedIn –
