Ποια είναι η επίδραση του Mediam στο νόμο Coulombs;
Νόμος του Coulomb Περιγράφει τη δύναμη μεταξύ των δύο φορτίων. Σε ένα κενό, η δύναμη δίνεται από:
`` `
F =k * q1 * q2 / r^2
`` `
όπου:
* f είναι η ηλεκτροστατική δύναμη
* k είναι η σταθερά του Coulomb (περίπου 8.98755 × 10^9 n θέση^2/c^2)
* Q1 και q2 είναι τα μεγέθη των χρεώσεων
* r Είναι η απόσταση μεταξύ των χρεώσεων
Όταν υπάρχει ένα μέσο (όπως ο αέρας, το νερό ή ένα διηλεκτρικό υλικό) μεταξύ των φορτίων, η δύναμη μεταξύ τους τροποποιείται. Ο λόγος είναι ότι τα συστατικά σωματίδια του μέσου (άτομα ή μόρια) μπορούν να πολωθούν από το ηλεκτρικό πεδίο των φορτίων. Αυτή η πόλωση δημιουργεί ένα αντιτιθέμενο ηλεκτρικό πεδίο μέσα στο μέσο, το οποίο μειώνει αποτελεσματικά το καθαρό ηλεκτρικό πεδίο που βιώνει οι χρεώσεις.
Η επίδραση του μέσου συλλαμβάνεται από μια ποσότητα που ονομάζεται διαπερατότητα (ε). Είναι ένα μέτρο για το πόσο εύκολα μπορεί να είναι πολωμένο μέσο. Η διαπερατότητα του κενού υποδηλώνεται ως ε ₀ (περίπου 8.854187817 ... × 10^-12 f/m).
Ο τροποποιημένος νόμος του Coulomb σε ένα μέσο είναι:
`` `
F =k * q1 * q2 / (ε * r^2)
`` `
Βασικά σημεία:
* Η υψηλότερη διαπερατότητα σημαίνει μια ασθενέστερη δύναμη: Η δύναμη μεταξύ των φορτίων μειώνεται καθώς αυξάνεται η διαπερατότητα του μέσου.
* Διευθυντική σταθερά: Η σχετική διαπερατότητα (ε_r) είναι η αναλογία της διαπερατότητας του μέσου προς τη διαπερατότητα του κενού (ε_r =ε / ε,). Αυτή η χωρίς διαστάσεις μας λέει πόσο ισχυρότερη ή ασθενέστερη είναι η δύναμη συγκρίνεται με τη δύναμη σε ένα κενό.
* Κοινά παραδείγματα:
* Ο αέρας έχει σχετική διαπερατότητα περίπου 1.00059, που σημαίνει ότι η δύναμη είναι σχεδόν η ίδια με αυτή που σε ένα κενό.
* Το νερό έχει σχετική διαπερατότητα περίπου 80, οπότε η δύναμη μεταξύ των φορτίων στο νερό μειώνεται σημαντικά.
Συνοπτικά, η παρουσία ενός μέσου μεταξύ των φορτίων επηρεάζει τη δύναμη μεταξύ τους με τη μείωση του. Αυτή η επίδραση ποσοτικοποιείται από τη διαπερατότητα του μέσου, η οποία αντικατοπτρίζει την ικανότητά του να είναι πολωμένη.
