Coulumbs eksempel på loveksempel

De Coulumbs lov, Også kjent som loven om elektriske ladninger, det er en lov om elektrostatikk som består av oppdagelsen at avgifter med samme tegn frastøter og avgifter med motsatt tegn tiltrekker seg. Columbs lov var oppdaget av den franske forskeren Carlos Agustín de Coulumb i 1795. Oppdagelsen kom etter å ha observert hvordan en elektrisk ladet kule reagerte i en torsjonsbalanse, beveger seg bort eller nærmer seg, når en annen sfære også med ladning nærmet seg den elektrisk. De elektriske ladningene ble overført til kulene ved å gni en stang på forskjellige materialer, som ull, silke og andre fibre.

Som en konsekvens av observasjonene hans skjønte han det når to elektriske ladninger med samme tegn samhandler, det er begge er positive eller begge er negative, de har en tendens til å skille seg, det vil si at de frastøter og når anklagene er av motsatt tegn, tiltrekker de seg. Han innså også at kraften de tiltrekker seg eller frastøter hverandre i forhold til den elektriske ladningen og avstanden ladningene er. Han uttalte det som følger:

Den attraktive eller frastøtende kraften mellom to elektriske ladninger er direkte proporsjonal med den elektriske ladningen og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden som skiller dem.

Dette betyr at jo større ladning, jo større kraft de tiltrekker seg eller avviser hverandre med, og jo mer avstand det er mellom ladningene, jo lavere blir tiltrekningskraften.

En annen faktor som påvirker tiltrekningskraften er det omgivende miljøet, siden den elektriske ledningsevnen varierer avhengig av miljøet. Denne verdien av konduktiviteten til mediet kalles dielektrisk konstant.

De attraktive eller frastøtende kreftene beregnes med følgende formel:

Verdiene er som følger:

F: er kraften vi skal beregne.

k: er dielektrisk konstant, det vil si ledningsevnen til mediet som omgir de elektriske ladningene. For luft og vakuum er verdien 9 X 10⁶ N m²/ C².

hva₁, hva₂: Dette er de elektriske ladningene du bør vurdere, gjennomsnitt i Coulumbs. Coulumb er målet for elektrisk ladning, som kan ha en positiv eller negativ verdi. Verdien av en Coulumb er 6.241509 X 10¹⁸ elektroner. Hvis verdien er negativ (negativ ladning), betyr det at ladningen kan gi opp elektroner. Hvis verdien er positiv (positiv ladning), betyr det at den kan absorbere elektroner. Ladninger måles vanligvis i submultipler, slik som milliCoulumbs (mC) eller microCoulumbs (mC)

d: er avstanden mellom ladningene, målt i meter. De kan også måles i submultipler, for eksempel centimeter (cm), millimeter (mm), eller mikron eller mikrometer (mm).

Eksempler på Coulumbs lovberegning:

Eksempel 1: Hvis vi har to elektriske ladninger på 5mC og 7mC, atskilt med 3mm, bestemme om de skal tiltrekke eller frastøte hverandre, og beregne kraften de gjør det med.

Siden de to ladningene er positive, det vil si av samme tegn, vil de frastøte hverandre (ladninger av samme tegn tiltrekker seg).

Nå skriver vi ned verdiene som vi skal erstatte i formelen. Vi vil erstatte submultipler med krefter i form 10^x, for å forenkle beregningene:

k = 9 X 10⁹ N m²/ C²
hva₁ = 5 mC = 5 X 10^-3 C
hva₂ = 7 mC = 7 X 10^-3 C
d = 3 mm = 3 x 10^-3 m

Nå utfører vi operasjonene, startende med multiplikasjonene av det andre medlemmet:

(hva₁) (hva₂) = (5 x 10^-3) (7 X 10^-3) = 35 X 10^-6 C
d² = (3 X 10^-3)² = 9 X 10^-6

Vi lager divisjonen:

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

Vi multipliserer resultatet med konstanten:

(9 X 10⁹) (3,88) = 34,92 X 10⁹ N

Eksempel 2: Beregn avstanden mellom ladningene, hvis vi vet at det er en attraktiv kraft på -25 X 10⁵ N og ladningene er 2mC og -4mC.

Siden vi kjenner til verdiene til F og k, må vi i dette eksemplet dele F med k for å finne ut hvor mye er verdien av [(q₁) (hva₂)] / d²:

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

Vi vet allerede at verdien av [(q₁) (hva₂)] / d² er 2,77 X 10^-4

Nå skal vi dele dette resultatet med verdien av kostnadene.

(hva₁) (hva₂) = (2 X10^-3) (- 4 X 10^-3) = -8 X 10^-6

Nå deler vi 2,77 X10^-4 mellom -8 X 10^-6

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

Husk at dette resultatet er d², så vi må beregne kvadratroten for å oppnå avstanden i meter:

Ikke glem å legge igjen kommentarene dine.