Жаңа

Электр өрісі дегеніміз не? Анықтама, формула, мысал

Электр өрісі дегеніміз не? Анықтама, формула, мысал

Шарик жемпірге жағылған кезде, шар зарядталады. Осы зарядтың әсерінен шар қабырғаға жабысып қалуы мүмкін, бірақ басқа да шардың жанына қойылса, бірінші шар қарсы бағытта ұшады.

Кілттер: электр өрісі

  • Электр заряды дегеніміз екі заттың зарядына байланысты (оң немесе теріс) тартылуына немесе кері әсерін тигізетін материяның қасиеті.
  • Электр өрісі дегеніміз - электр заряды әсер ететін бөлшектің немесе заттың айналасындағы кеңістік аймағы.
  • Электр өрісі дегеніміз - вектордың мөлшері және оны зарядтарға қарай немесе одан алыс жатқан жебелер түрінде көруге болады. Жолдар бағыттау ретінде анықталған радиалды түрде, оң зарядтан алыс немесе іштей радиальды, теріс зарядқа

Бұл құбылыс заттың электр заряды деп аталатын қасиетінің нәтижесі. Электр зарядтары электр өрістерін тудырады: электр зарядталған бөлшектер немесе басқа электрлік зарядталған бөлшектер немесе заттар күш сезетін объектілердің айналасындағы кеңістік аудандары.

Электр зарядының анықтамасы

Электр заряды оң немесе теріс болуы мүмкін, екі заттың тартылуына немесе иілуіне себеп болатын заттың қасиеті. Егер объектілер зарядталған болса (оң-теріс), олар тартылады; егер олар бірдей зарядталған болса (оң-оң немесе теріс-теріс), олар тойтарыс береді.

Электр зарядының бірлігі - 1 секундта 1 ампердің электр тогымен өтетін электр мөлшері ретінде анықталатын кулон.

Заттардың негізгі бірлігі болып табылатын атомдар бөлшектердің үш түрінен: электрондардан, нейтрондардан және протондардан тұрады. Электрондар мен протондардың өздері электрлік зарядқа ие және тиісінше теріс және оң зарядтарға ие. Нейтрон электрмен зарядталмайды.

Көптеген нысандар электрлік бейтарап болып табылады және нөлдік жалпы зарядтары бар. Егер электрон немесе протоннан асатын болса, нольге тең емес заряд пайда болады, объектілер зарядталған болып саналады.

Электр зарядын санай білудің бір тәсілі - тұрақты e = 1.602 * 10 көмегімен-19 кулондар. Теріс электр зарядының ең аз мөлшері болып табылатын электронның заряды –1.602 * 10-19 кулондар. Оң зарядтың ең аз мөлшері болатын протонның заряды +1.602 * 10 болады-19 кулондар. Сонымен, 10 электронның заряды –10 е, ал 10 протон +10 e зарядына ие болады.

Кулон заңы

Электр зарядтары бір-біріне әсер етеді немесе кері әсер етеді, өйткені олар бір-біріне күш береді. Ғарыштың бір нүктесінде шоғырланған екі электрлік зарядтар - идеализацияланған зарядтар арасындағы күш Кулон заңымен сипатталған. Кулон заңы екі нүктелік зарядтардың арасындағы күштің күші немесе шамасы зарядтар мен пропорциялардың шамаларына пропорционал екенін айтады. кері пропорционал екі заряд арасындағы қашықтыққа.

Математикалық тұрғыдан, бұл келесідей:

F = (k | q)1q2|) / р2

мұндағы q1 бірінші нүктелік зарядтың заряды, q2 екінші нүктелік зарядтың заряды, k = 8.988 * 109 Нм2/ C2 Кулонның тұрақты мәні, r - екі нүктелік зарядтардың арасындағы қашықтық.

Техникалық тұрғыдан нақты нүктелік зарядтар болмаса да, электрондар, протондар және басқа бөлшектер соншалықты аз болады жуықтады нүктелік заряд бойынша.

Электр өрісінің формуласы

Электр заряды электр өрісін тудырады, ол электрлік зарядталған бөлшектің немесе электр заряды күш сезінетін заттың айналасындағы кеңістік ауданы. Электр өрісі кеңістіктегі барлық нүктелерде болады және оны электр өрісіне басқа зарядты қосу арқылы байқауға болады. Алайда, егер зарядтар бір-бірінен жеткілікті алыс болса, электр өрісін практикалық мақсаттар үшін нөлге теңестіруге болады.

Электр өрістері вектордың мөлшері болып табылады және оларды зарядтарға қарай немесе одан алыс орналасқан жебелер түрінде көруге болады. Жолдар бағыттау ретінде анықталған радиалды түрде, оң зарядтан алыс немесе іштей радиальды, теріс зарядқа

Электр өрісінің шамасы E = F / q формуласымен берілген, мұндағы E - электр өрісінің күші, F - электр күші, q - электр өрісін «сезу» үшін қолданылатын сынақ заряды .

Мысал: 2 нүктелік зарядтың электр өрісі

Екі нүктелік заряд үшін F жоғарыдағы Кулон заңы бойынша берілген.

  • Сонымен, F = (k | q)1q2|) / р2, мұндағы q2 электр өрісін «сезіну» үшін қолданылатын сынақ заряды ретінде анықталады.
  • Содан кейін E = F / q алу үшін электр өрісінің формуласын қолданамыз2, қ2 сынақ заряды ретінде анықталды.
  • F-ті алмастырғаннан кейін E = (k | q)1|) / р2.

Дереккөздер

  • Фицпатрик, Ричард. «Электр өрістері». Остиндегі Техас университеті, 2007.
  • Левандовски, Хизер және Чак Роджерс. «Электр өрістері». Боулдердағы Колорадо университеті, 2008.
  • Ричмонд, Майкл. «Электр заряды және Кулон заңы». Рочестер технологиялық институты.