ตัวอย่างสนามไฟฟ้า
ฟิสิกส์ / / July 04, 2021
สนามไฟฟ้า: เรียกว่าช่องว่างที่สร้างร่างกายที่มีประจุไฟฟ้า
สนามที่เกิดจากการชาร์จแบบจุด: เรียกว่าพื้นที่ซึ่งประจุที่สามารถจินตนาการได้กระจุกตัวอยู่ในจุดหนึ่งทำให้เกิดสนามไฟฟ้า
เส้นแรง: พวกมันคือเส้นที่ลากในสนามไฟฟ้าของพื้นที่ที่มีประจุไฟฟ้าในลักษณะที่สัมผัสกับมันในแต่ละจุด ควรเน้นคุณสมบัติต่อไปนี้ของเส้นแรง:
ไม่มีแนวแรงที่เริ่มต้นหรือสิ้นสุดในพื้นที่รอบประจุ
เส้นแรงทั้งหมดเคลื่อนตัวในแนวรัศมีจากประจุบวก ในขณะที่พวกมันมาบรรจบกันในแนวรัศมีไปยังประจุลบ
เส้นแรงไม่เคยข้าม
ความเข้มของสนามไฟฟ้า: เท่ากับผลหารหารแรง (F) ที่ได้รับจากโหลดทดสอบด้วยค่าของมัน (q2) เมื่อวางโหลดทดสอบในจุดที่พิจารณา
F = N
อะไร2= C
E = N / C
k = 9x109 นม2/ ค2
ร = ม
E = F / q2= (k) q2/ ร2
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณความเข้มสนามไฟฟ้าของประจุทดสอบ 3x10-8 C รับแรง 7.2x1 0-10 น.
E = F / q2= 7.2x10-10 ไม่มี / 3x10-8 C = 2.4 x 10-2 ไม่ระบุ
พลังงานศักย์ไฟฟ้า: เรียกว่างานที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายประจุจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้า
ศักย์ไฟฟ้า: เป็นงานที่ดำเนินการภายในสนามไฟฟ้าเพื่อให้ประจุไฟฟ้าผ่านเข้าไปในระบบ
ศักยภาพ ณ จุดหนึ่ง: เป็นงานที่จัดหาให้ในหน่วยประจุเพื่อนำจากจุดที่มีพลังงานศักย์เป็นศูนย์ไปยังจุดที่พิจารณา หน่วยศักย์ไฟฟ้า ได้แก่
W = J
วี = ว
q = C
V = W / q = q / r
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณงานที่ให้โหลดไฟฟ้า 3x10-8 C ซึ่งสร้าง 2.4x102 วี
W = Vq = (2.6x102 วี) (3x10-10 ค) = 7.8x10-8เจ
แนวคิดของความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดใดๆ ที่เกิดจากประจุแบบจุด: เป็นงานที่จัดหาให้เพื่อนำหน่วยโหลดแบบจุดจากจุดศูนย์ (a) ไปยังจุดที่พิจารณาที่สอง (b)
วี = ว
W = J
q = C
วีข-Vถึง= Wอะบี/ q
วี = W / q
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จแบบจุด 6.2x10-9 C เคลื่อนที่ด้วยแรง 67 N และระยะทาง 2 ซม.
ในปัญหาประเภทนี้คุณต้องคำนวณงาน
W = Fd = (67 N) (0.02 ม.) = 1.34 J
ค่าความต่างศักย์จะถูกกำหนดโดยคำนึงถึงว่าค่าใช้จ่ายเริ่มต้นจากจุดศูนย์
V = W / q = 1.34 J / 6.2x10-9 C = 2.16x108 วี
ทำงานในสนามไฟฟ้า: คือปริมาณพลังงานศักย์ไฟฟ้าที่พบในสนามไฟฟ้า
W = J
วี = ว
q = C
W = คิว (Vข-Vถึง)
W = qV
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณประจุที่อยู่ในสนามไฟฟ้าซึ่งงานมีค่าเท่ากับ 7.9 J และค่าความต่างศักย์ของจุดเริ่มต้น 2.4x1O8 V และจุดสิ้นสุดคือ 5.3x108 วี
W = คิว (Vข-Vถึง)
q = ว / (Vข-Vถึง) = 7.9 เจ / 5.3 x 108 V-2.4x108 วี = 2.72x10-8 ค
กระแสไฟฟ้า: เป็นผลคูณของความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดของตัวนำที่เกิดจากเครื่องกำเนิดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนผ่านตัวนำ
ไปข้างหน้าปัจจุบัน (cd): เรียกว่ากระแสไฟฟ้าที่อิเล็กตรอนหมุนเวียนไปในทิศทางเดียว (-) ถึง (+) พวกมันยังมีความเข้มคงที่และตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือ: แบตเตอรี่และตัวสะสม
กระแสสลับ (ac): เรียกว่า กระแสไฟฟ้า โดยที่อิเล็กตรอนเปลี่ยนความรู้สึกเป็นจำนวนหนึ่ง นอกจากนี้ ความเข้มไม่คงที่ และตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ความเข้มของกระแสไฟฟ้า: เรียกว่าประจุไฟฟ้าที่ไหลผ่านแต่ละส่วนของตัวนำในหนึ่งวินาที หน่วยของมันคือ แอมป์ (A)
ล. = เอ
q = C
t = ส
ล. = q / t
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณความเข้มของกระแสไฟฟ้าที่สร้างประจุ 2.6x10-8 C ในเวลา 25 วินาที
l = q / t = 2.6x10-8 C / 25 วินาที = 1.04x10-9 ถึง
แรงดันไฟฟ้า: เป็นความต่างศักย์ที่เกิดจากผลคูณของความต้านทานของวงจรและความเข้มของกระแส หน่วยของมันคือ โวลต์ (V).
วี = ว
ล. = เอ
R = W
วี = Rl
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากวงจรไฟฟ้าที่มีความต้านทาน 8 โอห์มและกระแสไฟ 12 A
V = Rl = (8 O) (12 A) = 96 V
ความอดทน: เป็นการต่อต้านการผ่านของกระแสไฟฟ้าภายในระบบ
หน่วย: โอห์ม (O)
R = O
วี = ว
ล. = เอ
R = วี / ล
ตัวอย่างปัญหาการสมัคร:
คำนวณความต้านทานของวงจรที่มีแรงดัน 48 V และโหลด 12x10-8 C ใน 3x10-4 ส.
l = q / t = 12x10-8 C / 3x10-4 s = 4x10-4 ถึง
R = V / l = 48 V / 4x10-4 A = 12 โอห์ม