Exempel på Coulumb's Law Exempel

De Coulumbs lag, även känd som lagen om elektriska laddningar, det är en lag om elektrostatik som består av upptäckten att avgifter med samma tecken avvisar och avgifter med motsatt tecken lockar. Columbs lag var upptäcktes av den franska forskaren Carlos Agustín de Coulumb 1795. Upptäckten kom efter att ha observerat hur en elektriskt laddad sfär reagerade i en vridbalans, rör sig bort eller närmar sig, när en annan sfär också med laddning närmade sig den elektrisk. De elektriska laddningarna överfördes till sfärerna genom att gnugga en stav på olika material, såsom ull, siden och andra fibrer.

Som en följd av hans iakttagelser insåg han det när två elektriska laddningar med samma tecken samverkar, det är båda är positiva eller båda är negativa, de skiljer sig åt, det vill säga de stöter bort och när avgifterna är av motsatt tecken, lockar de. Han insåg också att den kraft med vilken de lockar eller stöter varandra är i förhållande till den elektriska laddningen och avståndet som laddningarna är på. Han sa det enligt följande:

Den attraktiva eller avstötande kraften mellan två elektriska laddningar är direkt proportionell mot den elektriska laddningen och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet som skiljer dem.

Detta betyder att ju större laddning, desto större kraft som de lockar eller stöter mot varandra, och ju mer avstånd det finns mellan laddningarna, desto lägre är attraktivkraften.

En annan faktor som påverkar attraktionskraften är den omgivande miljön, eftersom den elektriska konduktiviteten varierar beroende på miljön. Detta värde av ledningsförmågan hos mediet kallas dielektrisk konstant.

De attraktiva eller avstötande krafterna beräknas med följande formel:

Värdena är som följer:

F: är den kraft som vi ska beräkna.

k: är den dielektriska konstanten, det vill säga konduktiviteten för mediet som omger de elektriska laddningarna. För luft och vakuum är dess värde 9 X 10⁶ N m²/ C².

Vad₁, Vad₂: De är de elektriska laddningarna att tänka på, medelvärden i Coulumbs. Coulumb är måttet på elektrisk laddning, som kan ha ett positivt eller negativt värde. Värdet på en Coulumb är 6.241509 X 10¹⁸ elektroner. Om värdet är negativt (negativ laddning) betyder det att dess laddning kan ge upp elektroner. Om dess värde är positivt (positiv laddning) betyder det att det kan absorbera elektroner. Avgifter mäts vanligtvis i submultipler, såsom milliCoulumbs (mC) eller microCoulumbs (mC)

d: är avståndet mellan laddningarna, mätt i meter. De kan också mätas i submultipler, såsom centimeter (cm), millimeter (mm) eller mikron eller mikrometer (mm).

Exempel på Coulumbs lagberäkning:

Exempel 1: Om vi ​​har två elektriska laddningar på 5mC och 7mC, åtskilda av 3mm, avgöra om de kommer att attrahera eller stöta bort varandra och beräkna den kraft som de gör så.

Eftersom de två laddningarna är positiva, det vill säga av samma tecken, kommer de att stöta bort varandra (laddningar av samma tecken lockar).

Nu skriver vi ner de värden som vi kommer att ersätta i formeln. Vi kommer att ersätta delmultiplarna med befogenheter i formen 10^x, för att förenkla beräkningarna:

k = 9 X 10⁹ N m²/ C²
Vad₁ = 5 mC = 5 X 10^-3 C
Vad₂ = 7 mC = 7 X 10^-3 C
d = 3 mm = 3 X 10^-3 m

Nu utför vi operationerna, börjar med multiplikationerna av den andra medlemmen:

(Vad₁) (Vad₂) = (5 X 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 C
d² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Vi gör uppdelningen:

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

Vi multiplicerar resultatet med konstanten:

(9 X 10⁹(3,88) = 34,92 X 10⁹ N

Exempel 2: Beräkna avståndet mellan laddningarna, om vi vet att det finns en attraktionskraft på -25 X 10⁵ N och laddningarna är 2mC och -4mC.

Eftersom vi känner till värdena för F och k, måste vi i det här exemplet dela F med k för att ta reda på hur mycket som är värdet av [(q₁) (Vad₂)] / d²:

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

Vi vet redan att värdet på [(q₁) (Vad₂)] / d² är 2,77 X 10^-4

Nu ska vi dela detta resultat med avgiften.

(Vad₁) (Vad₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Nu delar vi 2,77 X10^-4 mellan -8 X 10^-6

2,77 X10^-4 / -8 X 10^-6 = 0.34625 X10² = 34.625

Kom ihåg att detta resultat är d², så vi måste beräkna kvadratroten för att få avståndet i meter:

Glöm inte att lämna dina kommentarer.