legea lui Coulomb - studopediya

Partea a III. Câmpul electric.

Secțiunea de energie electrică, care se ocupă cu fizica de taxe staționare se numește electrostatica. Este cunoscut faptul că există două tipuri de sarcini electrice în natură - pozitive și negative. Sa constatat că același tip de taxe resping reciproc și să atragă tot felul. Bazat pe o serie de experimente (Experiment F. Milliken, Ioffe și colab.) Arată că natura tuturor sarcinilor electrice constau dintr-o încărcătură discretă, egală în mărime și 1,6 x 10 -19 Cl. Această taxă egală ca mărime cu taxa de electroni. Cea mai mică, o particulă stabilă cu aceeași magnitudine, dar sarcina pozitivă a protonului este. Masa electronului și protonul, respectiv, egal cu: 9,1 × 10 -31 kg și 1,67 x 10 -27 kg.Obobscheniem cantitate mare de date experimentale a fost stabilit drept fundamental al naturii, legea conservării încărcării: Într-un sistem izolat, suma algebrică a taxelor, adică . pozitive și negative rămâne constantă. sistem izolat sau închis este un sistem, nu fac schimb de taxe cu organismele externe.

Principala lege care reglementează interacțiunea tarifelor fixe stabilite de Coulomb experiment. Pentru formularea legii lui Coulomb, introducem conceptul de sarcină punctiformă (similar cu conceptul unui punct material în cinematica), taxa situată pe corpul dimensiunile liniare sunt prenebrezhno mici în comparație cu distanța față de alte organisme însărcinate cu care cooperează taxa. Motivul pentru această introducere, va deveni clar mai târziu. Conform legii lui Coulomb, forța dintre două sarcini punctiforme situate în vid cantități proporționale aceste taxe și q2 q1, și invers proporțională cu pătratul distanței dintre ele r

unde k - coeficientul de proporționalitate în funcție de selectarea sistemului de unități. Forțele care acționează între tarifele sunt dirijate de-a lungul liniei care unește tarifele adică Ele sunt centrale. Pentru încărcare similară (q1> 0 și q2> 0) sau (q1 <0 и q2 <0) сила F> 0, și pentru diferit F <0. В векторной форме закон Кулона записывается так:

în care - forța care acționează asupra taxa de taxa 2 1 - vector raza direcționată de la o taxă la taxa de 2. Astfel, ecuația (3.4.2), cu excepția exprimă faptul că resping ca taxele și, spre deosebire de a atrage. În cazul în care taxele nu interacționează în vid, și orice mediu, legea lui Coulomb este scris:

unde e - o cantitate adimensional care caracterizează proprietățile electrice ale mediului numit constanta dielectrică a mediului. Pentru vacuum e = 1. Dintr-o comparație cu formulele (3.4.1 și 3.1.3), rezultă că e arată de câte ori forța de interacțiune între cele două taxe în acest mediu este diferit de puterea interacțiunii lor în vid. Coeficientul k în sistemul SI este egal cu:

unde e0 = 8.85 x 10 -12 Cl 2 / (n × m 2) sau F / m și se numește constanta electric. Având în vedere (3.4.3) și (3.4.4) legea lui Coulomb poate fi scris:

Este util să se știe că: