Eksempel på Coulumb's loveksempel

Det Coulumb's lov, også kendt som loven om elektriske afgifter, det er en lov om elektrostatik, der består af opdagelsen af, at afgifter med samme tegn afviser og afgifter med det modsatte tegn tiltrækker. Columb's lov var opdaget af den franske videnskabsmand Carlos Agustín de Coulumb i 1795. Opdagelsen kom efter at have observeret, hvordan en elektrisk ladet kugle reagerede i en torsionsbalance, bevæger sig væk eller nærmer sig, når en anden sfære også med ladning nærmede sig den elektrisk. De elektriske ladninger blev overført til kuglerne ved at gnide en stang på forskellige materialer, såsom uld, silke og andre fibre.

Som en konsekvens af hans observationer indså han det når to elektriske ladninger med det samme tegn interagerer, det er begge er positive eller begge er negative, de har tendens til at adskille sig, det vil sige, de frastøder og når afgifterne er af det modsatte tegn tiltrækker de. Han indså også, at den kraft, hvormed de tiltrækker eller afviser hinanden, er i forhold til den elektriske ladning og den afstand, hvormed ladningerne er. Han sagde det som følger:

Den attraktive eller frastødende kraft mellem to elektriske ladninger er direkte proportional med den elektriske ladning og omvendt proportional med kvadratet på afstanden, der adskiller dem.

Dette betyder, at jo større ladning, jo større kraft, hvormed de tiltrækker eller afviser hinanden, og jo mere afstand der er mellem ladningerne, jo lavere er tiltrækningskraften.

En anden faktor, der påvirker tiltrækningskraften, er det omgivende miljø, da den elektriske ledningsevne varierer afhængigt af miljøet. Denne værdi af mediets ledningsevne kaldes dielektrisk konstant.

De tiltrækkende eller frastødende kræfter beregnes med følgende formel:

Værdierne er som følger:

F: er den kraft, som vi skal beregne.

k: er den dielektriske konstant, det vil sige ledningsevnen for mediet, der omgiver de elektriske ladninger. For luft og vakuum er dens værdi 9 X 10⁶ N m²/ C².

hvad₁, hvad₂: Det er de elektriske ladninger, der skal overvejes, gennemsnit i Coulumbs. Coulumb er et mål for elektrisk ladning, som kan have en positiv eller negativ værdi. Værdien af ​​en Coulumb er 6.241509 X 10¹⁸ elektroner. Hvis værdien er negativ (negativ ladning), betyder det, at dens ladning kan opgive elektroner. Hvis dens værdi er positiv (positiv ladning), betyder det, at den kan absorbere elektroner. Opladninger måles generelt i submultipler, såsom milliCoulumbs (mC) eller microCoulumbs (mC)

d: er afstanden mellem ladningerne målt i meter. De kan også måles i submultipler, såsom centimeter (cm), millimeter (mm) eller mikron eller mikrometer (mm).

Eksempler på Coulumb's lovberegning:

Eksempel 1: Hvis vi har to elektriske ladninger på 5mC og 7mC, adskilt af 3mm, skal du afgøre, om de skal tiltrække eller frastøde hinanden og beregne den kraft, hvormed de gør det.

Da de to ladninger er positive, det vil sige af det samme tegn, vil de frastøde hinanden (ladninger af det samme tegn tiltrækker).

Nu nedskriver vi de værdier, som vi vil erstatte i formlen. Vi vil erstatte submultiplerne med kræfter i form 10^x, for at forenkle beregningerne:

k = 9 X 10⁹ N m²/ C²
hvad₁ = 5 mC = 5 X 10^-3 C
hvad₂ = 7 mC = 7 X 10^-3 C
d = 3 mm = 3 x 10^-3 m

Nu udfører vi operationerne startende med multiplikationerne af det andet medlem:

(hvad₁) (hvad₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 C
d² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Vi laver divisionen:

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

Vi ganger resultatet med konstanten:

(9 X 10⁹(3,88) = 34,92 X 10⁹ N

Eksempel 2: Beregn afstanden mellem ladningerne, hvis vi ved, at der er en attraktiv kraft på -25 X 10⁵ N og afgifterne er 2mC og -4mC.

Da vi kender værdierne for F og k, skal vi i dette eksempel dele F med k for at finde ud af, hvor meget der er værdien af ​​[(q₁) (hvad₂)] / d²:

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

Vi ved allerede, at værdien af ​​[(q₁) (hvad₂)] / d² er 2,77 X 10^-4

Nu skal vi dele dette resultat med værdien af ​​afgifterne.

(hvad₁) (hvad₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Nu deler vi 2,77 X10^-4 mellem -8 X 10^-6

2,77 X10^-4 / -8 X 10^-6 = 0,3466 X10² = 34.625

Husk at dette resultat er d², så vi skal beregne kvadratroden for at få afstanden i meter:

Glem ikke at efterlade dine kommentarer.