Η δύναμη βιώνεται από μια φόρτιση
Με τη διαδικασία της επαγωγής, της τριβής και της αγωγιμότητας ένα ουδέτερο αντικείμενο χάνει ή αποκτά το ηλεκτρόνιο σθένους και φορτίζεται. Ο περιβάλλον χώρος του φορτίου τροποποιείται και μετατρέπεται σε ηλεκτρικό πεδίο που είναι η βασική πηγή ηλεκτροστατικής δύναμης. Το ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα διανυσματικό πεδίο. Σε αυτό το ηλεκτρικό πεδίο η παρουσία ενός άλλου φορτίου τροποποιείται από το ηλεκτρικό πεδίο και δημιουργείται μια δύναμη έλξης ή απώθησης και η κατεύθυνση της δύναμης εξαρτάται επίσης από το μετοχικό φορτίο είτε είναι θετικό είτε αρνητικό. Έτσι, πριν κατανοήσουμε τη δύναμη που οφείλεται στο ηλεκτρικό πεδίο, πρέπει να γνωρίζουμε μερικές βασικές ιδιότητες του φορτίου, της ηλεκτροστατικής δύναμης και του ηλεκτρικού πεδίου.
Χρέωση
Το φορτίο είναι η ιδιότητα της ύλης λόγω της οποίας παράγει και υφίσταται τόσο ηλεκτρικά όσο και μαγνητικά φαινόμενα. Καθώς η μάζα είναι υπεύθυνη για τη Βαρυτική δύναμη, το Φορτίο είναι επίσης υπεύθυνο για την ηλεκτρική δύναμη. Βασικά υπάρχουν δύο τύποι φορτίου, το ένα είναι θετικό και το άλλο αρνητικό. Αν ένα σώμα χάσει ηλεκτρόνια γίνεται +ve, Αν ένα σώμα αποκτήσει ηλεκτρόνια γίνεται -ve. Ένα σωματίδιο φορτίου μπορεί να δημιουργήσει ένα ηλεκτρικό πεδίο. Όταν ένα σωματίδιο φορτίου έρχεται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, δέχεται δύναμη,
Ηλεκτροστατική δύναμη
Η δύναμη που υφίσταται ένα σωματίδιο φορτίου λόγω ενός άλλου σωματιδίου φορτίου ή λόγω ενός ηλεκτρικού πεδίου που ονομάζεται ηλεκτροστατική δύναμη. Μπορεί να είναι ελκυστικό ή απωθητικό ανάλογα με τη φύση των φορτίων και το ηλεκτρικό πεδίο. Η δύναμη της έλξης και της απώθησης δόθηκε από τον νόμο της ηλεκτροστατικής του Coulomb.
Νόμος του Coulomb για την Ηλεκτροστατική
Ο νόμος του Ηλεκτροστατικού Coulomb δηλώνει ότι «Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σημειακών φορτίων είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους. Και η δύναμη δρα κατά μήκος της γραμμής που ενώνει το κέντρο δύο φορτίων.»
Όπου, F είναι η ηλεκτροστατική δύναμη.
q1,q2=μέγεθος δύο φορτίων.
r=Διαχωρισμός μεταξύ q1 και q2
r=Μοναδικό διάνυσμα κατευθυνόμενο κατά μήκος της γραμμής που ενώνει το κέντρο δύο φορτίων.»
Τώρα ας συζητήσουμε το ηλεκτρικό πεδίο.
Ηλεκτρικό πεδίο
Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο διατηρείται στο διάστημα ή σε κάποιο μέσο, αναπτύσσει ένα πεδίο δύναμης γύρω του, το οποίο ονομάζεται ηλεκτρικό πεδίο.
Μπορούμε επίσης να ορίσουμε το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου σε ένα σημείο που οφείλεται σε ένα φορτίο q ως τη δύναμη που υφίσταται ένα θετικό φορτίο μονάδας σε αυτό το σημείο λόγω του φορτίου q.
- η κατεύθυνση είναι η κατεύθυνση κατά την οποία θα κινηθεί η δοκιμαστική φόρτιση όταν επιτρέπεται ελεύθερα
- Εάν το φορτίο πηγής απέχει +ve ηλεκτρικό πεδίο από αυτό.
- Εάν το φορτίο της πηγής είναι -ve ηλεκτρικό πεδίο είναι προς αυτό.
Δύναμη λόγω ηλεκτρικού πεδίου
Το ηλεκτρικό πεδίο δίνει πληροφορίες για την ηλεκτροστατική δύναμη στο ηλεκτρικό φορτίο. Το ηλεκτρικό πεδίο αποτελείται από έναν αριθμό διανυσμάτων ηλεκτρικού πεδίου κάθε σημείο στο χώρο γύρω από το σημειακό φορτίο.
Θεωρήστε ένα σημειακό φορτίο q που δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω του. Για να μετρήσετε την ηλεκτροστατική δύναμη σε αυτό το ηλεκτρικό πεδίο, τοποθετήστε ένα δοκιμαστικό φορτίο q0 σε αυτό το ηλεκτρικό πεδίο. Αν το
Καθώς γράφουμε σε διανυσματική μορφή ότι, αν το φορτίο δοκιμής είναι θετικό φορτίο, τότε η κατεύθυνση της δύναμης και η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου Ε είναι η ίδια. Σε περίπτωση αρνητικού φορτίου οι κατευθύνσεις είναι αντίθετες.
Εδώ εξετάζουμε ένα δοκιμαστικό φορτίο του οποίου το μέγεθος είναι πολύ μικρό ώστε να μην επηρεάζει το ηλεκτρικό πεδίο. Εάν πάρουμε μια μεγάλη τιμή, τότε μπορεί να υπάρχει κάποιο σφάλμα στη μέτρηση της δύναμης.
Συμπέρασμα
Σε όλα τα ηλεκτρικά όργανα η δύναμη που οφείλεται στο ηλεκτρικό πεδίο χρησιμοποιείται ως θεμελιώδης αρχή. Για να υπολογίσουμε την ταχύτητα μετατόπισης, τον χρόνο χαλάρωσης σε ρεύμα χρησιμοποιούμε τον τύπο F=Eq0.
Είναι η θεμελιώδης σχέση που είναι χρήσιμη για την εξαγωγή της έκφρασης για ηλεκτρικό
πεδίο σε οποιοδήποτε σημείο λόγω του φορτισμένου σώματος. Αυτό το υλικό μελέτης περιέχει σημειώσεις για το ηλεκτρικό φορτίο ηλεκτρικό πεδίο και τη δύναμη που υφίσταται το φορτισμένο σωματίδιο λόγω του ηλεκτρικού πεδίου.
