Παράδειγμα ηλεκτρικού πεδίου

Ηλεκτρικό πεδίο: Ονομάζεται χώρος που σχηματίζει ένα ηλεκτρικά φορτισμένο σώμα.
Πεδίο που παράγεται με χρέωση σημείου: Ονομάζεται χώρος όπου ένα φορτίο που μπορεί να φανταστεί συγκεντρωμένο σε ένα σημείο παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Γραμμές δύναμης: Είναι αυτές οι γραμμές που σχεδιάζονται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο μιας ηλεκτρικά φορτισμένης περιοχής με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι εφαπτόμενες σε αυτό σε κάθε σημείο. Πρέπει να επισημανθούν οι ακόλουθες ιδιότητες των γραμμών δύναμης:
Δεν υπάρχει γραμμή δύναμης που ξεκινά ή τελειώνει στο χώρο που περιβάλλει τα φορτία.
Όλες οι γραμμές δύναμης αποκλίνουν ακτινικά από τα θετικά φορτία, ενώ συγκλίνουν ακτινικά προς τα αρνητικά φορτία.
Οι γραμμές δύναμης δεν διασχίζουν ποτέ.
Ένταση ηλεκτρικού πεδίου: Είναι ίσο με το πηλίκο της διαίρεσης της δύναμης (F) που λαμβάνεται από το φορτίο δοκιμής με την τιμή του (q)₂), όταν το φορτίο δοκιμής τοποθετείται στο υπό εξέταση σημείο.

F = Ν
τι₂= Γ
E = N / C
k = 9x10⁹ Νμ²/ Γ²
r = μ

E = F / q²= (k) q²/ r²

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:

Υπολογίστε την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου μιας φόρτισης 3x10^-8 C που λαμβάνει δύναμη 7.2x1 0^-10 Ν.

E = F / q₂= 7.2x10^-10 N / 3x10^-8 C = 2,4 x 10^-2 ΟΧΙ

Ηλεκτρική δυναμική ενέργεια: Καλείται η εργασία που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός φορτίου από το ένα σημείο στο άλλο μέσα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο.
Ηλεκτρικό δυναμικό: Είναι η εργασία που πραγματοποιείται μέσα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο για να κάνει τα ηλεκτρικά φορτία να περάσουν μέσα στο σύστημα.
Δυναμικό σε ένα σημείο: Είναι το έργο που παρέχεται στη μονάδα φόρτισης για να το φέρει από ένα σημείο μηδενικής δυναμικής ενέργειας στο σημείο που εξετάζεται. Οι μονάδες ηλεκτρικού δυναμικού είναι: Βολτ (V).

W = Ι
V = V
q = Γ

V = W / q = q / r

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:

Υπολογίστε την εργασία που παρέχεται με ηλεκτρικό φορτίο 3x10^-8 C που παράγει 2,4x10² V.
W = Vq = (2.6x10² V) (3x10-¹⁰ C) = 7,8x10^-8Ι
Έννοια της πιθανής διαφοράς μεταξύ οποιωνδήποτε δύο σημείων, που παράγεται με μια χρέωση σημείου: Είναι το έργο που παρέχεται για να φέρει τη μονάδα σημειακού φορτίου από το μηδέν σημείο (a) σε ένα δεύτερο σημείο που θεωρείται (b).

V = V
W = Ι
q = Γ

Β_σι-Β_{προς την}= Δ_αβ/ q

V = W / q

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:

Υπολογίστε τη διαφορά δυναμικού που δημιουργείται μεταξύ ενός σημείου φόρτισης 6,2x10^-9 C κινείται με δύναμη 67 N και η απόσταση είναι 2 cm.
Σε αυτόν τον τύπο προβλήματος πρέπει να υπολογίσετε την εργασία.

W = Fd = (67 Ν) (0,02 m) = 1,34 J
Η πιθανή διαφορά καθορίζεται λαμβάνοντας υπόψη ότι η χρέωση ξεκινά από μηδενικό σημείο.

V = W / q = 1,34 J / 6,2x10^-9 C = 2,16x10⁸ Β

Εργασία σε ηλεκτρικό πεδίο: Είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που βρίσκεται στο ηλεκτρικό πεδίο.

W = Ι
V = V
q = Γ

W = q (V_σι-Β_{προς την})
W = qV

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:

Υπολογίστε το φορτίο που βρίσκεται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο στο οποίο το έργο ισούται με 7,9 J και τη διαφορά δυναμικού του αρχικού σημείου των 2.4x1O⁸ V και το τελικό σημείο είναι 5.3x10⁸ V.

W = q (V_σι-Β_{προς την})
q = W / (V_σι-Β_{προς την}) = 7,9 J / 5,3 x 10⁸ V-2.4x10⁸ V = 2,72x10^-8 ντο

Ηλεκτρικό ρεύμα: Είναι το προϊόν της πιθανής διαφοράς μεταξύ δύο σημείων ενός αγωγού που προκαλείται από μια γεννήτρια της κίνησης των ηλεκτρονίων μέσω ενός αγωγού.
Προώθηση ρεύματος (cd): Ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα στο οποίο τα ηλεκτρόνια κυκλοφορούν σε μία κατεύθυνση (-) έως (+), έχουν επίσης σταθερή ένταση και τα πιο κοινά παραδείγματα είναι: μπαταρίες και συσσωρευτές.
Εναλλασσόμενο ρεύμα (ac): Ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα όπου τα ηλεκτρόνια αλλάζουν την αίσθηση τους ορισμένες φορές, επιπλέον η ένταση δεν είναι σταθερή και τα πιο κοινά παραδείγματα είναι γεννήτριες.
Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος: Ονομάζεται ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται από κάθε τμήμα του αγωγού σε ένα δευτερόλεπτο. Οι μονάδες του είναι ενισχυτές (Α).

l = Α
q = Γ
t = s

l = q / t

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:
Υπολογίστε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος που δημιουργεί φόρτιση 2,6x10^-8 C σε χρόνο 25s.

l = q / t = 2,6x10^-8 C / 25 s = 1,04x10^-9 ΠΡΟΣ ΤΗΝ

Τάση: Είναι η πιθανή διαφορά που προκύπτει από το προϊόν της αντίστασης του κυκλώματος και της έντασης του ρεύματος. Οι μονάδες του είναι βολτ (V).

V = V
l = Α
R = W

V = Rl

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:

Υπολογίστε την τάση που δημιουργείται από ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που έχει αντίσταση 8 Ohms και ρεύμα 12 A.

V = Rl = (8 O) (12 A) = 96 V

Αντοχή: Είναι η αντίθεση στη διέλευση ενός ηλεκτρικού ρεύματος μέσα σε ένα σύστημα.
Μονάδες: Ohms (O).
R = Ο
V = V
l = Α

R = V / λίτρο

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ:
Υπολογίστε την αντίσταση ενός κυκλώματος που έχει τάση 48 V και φορτίο 12x10^-8 C σε 3x10^-4 μικρό.

l = q / t = 12x10^-8 C / 3x10^-4 s = 4x10^-4 ΠΡΟΣ ΤΗΝ
R = V / l = 48 V / 4x10^-4 Α = 12 Ωμ