Електростатика
от Уикипедия, свободната енциклопедия
Електростатика е дял от физиката, разглеждащ взаимодействията между непроменящи се (статични) електрически заряди. В общия случай зарядите почти винаги са променливи, но могат да бъдат разглеждани като статични във всеки фиксиран момент и моментното им състояние се подчинява на законите на електростатиката.
Тази статия се нуждае от подобрение.
Съдържание |
[редактиране] Електрическо поле и електрически сили
Електрическите сили са една от фундаменталните - градивни или основополагащи сили на природата. Съществуването на тези сили се доказва чрез множество експерименти посредством заредени с електрически заряди тела. Най-лесният пример е да заредите пластмасов гребен при допир до косата и след това да привлечете малки късове от хартия. Електрическите сили са причина и за явления като светкавиците, магнитното привличане и отблъскване, радиовълните. Според много от хипотезите светлината е вид електромагнитна вълна.
[редактиране] Закон на Кулон
През 1785 г. Шарл Кулон установява закона за силата на привличане между две заредени електрически частици. Електрическата сила има две основни свойства: 1.Силата е обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между частиците. 2.Силата е пропорционална на произведението от зарядите на частиците.
Силата е притегателна когато зарядите са с обратен знак и отблъскваща при заряди от еднакъв тип.
- F- Сила на привличане или отблъскване
- k - електростатична константа или константа на Кулон
- q1, q2 - заряди на частиците
- r - разстояние между частиците
- Константата на Кулон к= 8,9875 .109N.m2 / C2 може да бъде представена още като к=
-където ε0 е известно като диелектрична проницаемост на вакума и има стойност:
ε0 = 8,8542.10 − 12C2 / N.m2
Най-малкият познат заряд е зарядът на електрона или на протона. Той има стойност:
| e | = 1,60219,10 − 19C
[редактиране] Движение на заряд в хомогенно електрическо поле
Движението на електрически заредена частица в електростатично поле може да се опише най-просто като аналогия на движението на тяло в гравитационно поле. В гравитационно поле действа силата на гравитация -G , докато в електрическо поле действа силата на електростатично привличане или отблъскване - F . По аналогия с гравитационните сили електрическото поле се описва чрез Втория закон на Нютон:
F = m.a = q.E
- m - маса на заредената частица
- ускорение на заредена частица
Ако разгледаме движение на такава частица в хомогенно електрическо поле, където Е = константа, виждаме че ускорението е константа - равноускорително движение по посоката на електрическото поле.
[редактиране] Енергия на електрическото поле
Положителен заряд q с маса m се намира в хомогенно електрическо поле E. Разглеждаме движение по оста х.
-
-
- +++ ____________________----
-
- x
-
- v = v0 + a.t
- В случай че x0 = 0,v0 = 0 получаваме:
Да пресметнем кинетическата енергия на заредената частица;
Абсолютно същият резултат се получава ако пресметнем кинетическата енергия като работата, извършена от електрическото поле за ускоряване на заряда:
- , K - кинетична енергия, W- работа на полето
- W = F.x = q.E.x
Връзки:
Основна рубрика: Физика