Пример за закон на Coulumb

The Законът на Coulumb, известен също като Закон за електрическите заряди, това е закон на електростатиката, който се състои от откритието, че заряди със същия знак отблъскват и заряди с противоположния знак се привличат. Законът на Кълъм беше открит от френският учен Карлос Агустин де Кулумб през 1795г. Откритието дойде след наблюдение как електрически заредена сфера реагира в торсионно равновесие, отдалечаване или приближаване, когато друга сфера също със заряд се е приближила към него електрически. Електрическите заряди се предаваха на сферите чрез триене на пръчка върху различни материали, като вълна, коприна и други влакна.

В резултат на наблюденията си той осъзна това когато два електрически заряда с един и същи знак си взаимодействат, това е и двете са положителни или и двете са отрицателни, те са склонни да се разделят, тоест отблъскват и когато зарядите са от противоположния знак, които привличат. Той също осъзна, че силата, с която те се привличат или отблъскват, е във връзка с електрическия заряд и разстоянието, на което са зарядите. Той го заяви по следния начин:

Привлекателната или отблъскваща сила между два електрически заряда е право пропорционална на електрическия заряд и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието, което ги разделя.

Това означава, че колкото по-голям е зарядът, толкова по-голяма е силата, с която те се привличат или отблъскват и колкото по-голямо е разстоянието между зарядите, толкова по-ниска е силата на привличане.

Друг фактор, който влияе върху силата на привличане, е околната среда, тъй като електрическата проводимост варира в зависимост от околната среда. Тази стойност на проводимостта на средата се нарича диелектрична константа.

Силите на привличане или отблъскване се изчисляват по следната формула:

Стойностите са както следва:

F: е силата, която ще изчислим.

k: е диелектричната константа, т.е. проводимостта на средата, която заобикаля електрическите заряди. За въздух и вакуум стойността му е 9 X 10⁶ N m²/ ° С².

Какво₁, Какво₂: Те са електрическите заряди, които трябва да се вземат предвид, средните стойности в Coulumbs. Coulumb е мярката за електрически заряд, която може да има положителна или отрицателна стойност. Стойността на Coulumb е 6.241509 X 10¹⁸ електрони. Ако стойността е отрицателна (отрицателен заряд), това означава, че неговият заряд може да се откаже от електрони. Ако стойността му е положителна (положителен заряд), това означава, че той може да абсорбира електрони. Таксите обикновено се измерват в подмножители, като например milliCoulumbs (mC) или microCoulumbs (mC)

d: е разстоянието между зарядите, измерено в метри. Те могат да се измерват и в подмножества, като сантиметри (cm), милиметри (mm) или микрони или микрометри (mm).

Примери за изчисляване на закона на Coulumb:

Пример 1: Ако имаме два електрически заряда от 5mC и 7mC, разделени с 3mm, определете дали ще се привличат или отблъскват и изчислете силата, с която го правят.

Тъй като двата заряда са положителни, тоест от един и същ знак, те ще се отблъснат (зарядите от един и същи знак се привличат).

Сега записваме стойностите, които ще заместим във формулата Ще заместим подмножителите за степени на формата 10^х, за да опростите изчисленията:

k = 9 X 10⁹ N m²/ ° С²
Какво₁ = 5 mC = 5 X 10^-3 ° С
Какво₂ = 7 mC = 7 X 10^-3 ° С
d = 3 mm = 3 X 10^-3 м

Сега извършваме операциите, започвайки с умноженията на втория член:

(Какво₁) (Какво₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 ° С
д² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Ние правим разделението:

(35 X 10^-6) / (9 X 10^-6) = 3,88 X 10⁰ = 3.88

Умножаваме резултата по константата:

(9 X 10⁹) (3.88) = 34.92 X 10⁹ н

Пример 2: Изчислете разстоянието между зарядите, ако знаем, че има сила на привличане от -25 X 10⁵ N и зарядите са 2mC и -4mC.

В този пример, тъй като знаем стойностите на F и k, първо трябва да разделим F на k, за да разберем колко е стойността на [(q₁) (Какво₂)] / д²:

-25 / 9 = -2,77 X 10^5-9= 2,77 X 10^-4

Вече знаем, че стойността на [(q₁) (Какво₂)] / д² е 2,77 X 10^-4

Сега ще разделим този резултат на стойността на таксите.

(Какво₁) (Какво₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Сега разделяме 2,77 X10^-4 между -8 X 10^-6

2,77 X10^-4 / -8 X 10^-6 = 0,34625 X10² = 34.625

Спомнете си, че този резултат е d², така че трябва да изчислим квадратния корен, за да получим разстоянието в метри:

Не забравяйте да оставите вашите коментари.