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静电学
  • 时间:2024-12-22

Introduction

电子学有两种类型的研究;一个是当电荷静止时,另一个是电荷运动时。现在,收费是多少?电荷是基本粒子的一种性质,因为这些粒子施加或经历吸引力或排斥力。电荷有两种类型,正电荷和负电荷。此外,根据这一点,我们可以说,当两个相同的电荷大小相等但性质相等时,它们会相互排斥,反之亦然。因此,同类相斥,同类相吸。静电的概念阐述了电荷在没有运动时的所有性质。根据静电理论,当电荷静止时,它只与电场有关。

What do you mean by Electrostatics?

静电学是物理学的一部分,我们在其中研究静止时电荷的性质。现在,什么是电荷?电荷是任何基本粒子的一种性质,因为如果该粒子经历或对另一个粒子施加电力。测量电荷的标准单位是库仑,它是一个标量。在这个分支中,我们关注静止时的电荷,或者我们可以说是慢动作中的电荷。当电荷静止或缓慢移动时,它只表现出电效应,没有磁场。当我们在休息时研究电荷时,它在我们的日常生活中也有很多应用。

    我们在扬声器、喷漆、烟囱收集粉煤灰等方面使用了吸引和排斥的概念。

    此外,施乐复印机和阴极射线管都是基于静电的。

What is an Electric Charge?

电荷是任何小粒子或基本粒子的一种性质。基本粒子,如电子、质子等,是任何物质的基本粒子。根据定义,我们可以说基本粒子的性质导致了这些粒子之间的吸引力或排斥力。电荷有两种类型;阳性和阴性。人们也怀疑,正电荷比负电荷更高或更强,但这只是一个神话。正电荷和负电荷都是电荷的性质,强度取决于大小。如果负电荷的大小越大,负电荷就越强,反之亦然。

电荷是一个标量,其标准测量单位是库仑。一个电子上的电荷被认为是电荷的标准大小。

$$mathrm{e=1.6:倍:10^{-19}C}$$

质子带正电荷,电子带负电荷。因此,当一个原子具有大量或相等数量的质子和电子时,整个系统是电中性的。电荷有三个基本性质

    可加性

    量化

    保护

Electric Field Lines

电场线的概念是由迈克尔·法拉第引入的,目的是理解和可视化电场的性质。根据定义,电场线是沿着这些曲线的曲线,当小的正电荷由于静电力而在电场中自由移动时,它可以移动。当我们画出这条曲线上任何一点的切线时,它会给出源电场的方向。电场线的一些性质

    这些电场线延续了平滑的曲线。

    这些电场线从正电荷端子开始传播,并在负电荷所在的点闭合。

    当我们在一条线的任何一点上画一条切线时,它会给出该点上电场线的方向。

    没有两条线互相交叉。

    场线总是垂直的。

    导体中不存在电场,这就是为什么在导体中找不到这些场线的原因。

    如果电场线靠得很近,则表示电场很强。其次,当场线之间有很大的间隙时,这意味着场很弱。最后,当直线平行时,场是均匀的。

Coulomb’s Law of Electrostatics

库仑静电定律是由查尔斯·奥古斯丁·库仑于1785年提出的。他做了实验来测量两个带电粒子之间的电力。

根据这个定律,当两个电荷静止并经历吸引或排斥时,它们之间的电力,那么力的值将是

    与两个电荷的大小或值的乘积成正比。

    与这两个电荷相互分离的总距离的平方成反比。

Fig:1 Coulomb law of electrostatic

User:Dna-Dennis, CoulombsLaw, CC BY 3.0

现在,我们有两个电荷$mathrm{q_1}$和$mathrm{q_2}$,这两个电荷彼此相隔r的距离。现在,使用库仑静电定律,两个电荷之间

$$mathrm{F:varpropto:q_1 q_2}$$

$$mathrm{F:varpropto:frac{1}{r^{2}}$$

因此

$$mathrm{F:varpropto:frac{q_1 q_2}{r^{2}}$$

当我们去掉比例符号时,我们使用称为静电力常数的常数k。

$$mathrm{F:=:kfrac{q_1 q_2}{r^{2}}$$

这里,$$mathrm{k=frac{1}{4pi varepsilon_0}}$$

$$mathrm{k=9:imes:10^9牛米^{2}C^{-2}}$$

因此

$$mathrm{F=frac{1}{4pi varepsilon_0}.frac{q_1 q_2}{r^{2}}$$

从这里开始,

一个库仑电荷的另一个定义可以定义为当两个电荷在真空中相距一米时,以$mathrm{9:time:10^9:N}$的力对相同大小的电荷施加排斥力的电荷量。

Electric Flux

用简单的语言来说,我们可以说通量就是一种流动。如果我们谈论的是电通量,它意味着电场线的流动。根据定义,磁通量是正常通过电场内部特定区域的电场线的总数。

Fig:2 Electric flux

电通量公式

$$mathrm{Delta Phi_E=E Delta S : cos Theta}$$

$ $ mathrm{三角洲Phi_E = overrightarrow {E}。三角洲overrightarrow{年代}}$ $

电通量的标准单位是Vm。

Electric Potential

电势可以定义在任意点电场的测量的工作量需要一个积极的单位电荷位于无限位置所需的位置,而运动是对静电引力或斥力发生由于电场。

因此

$ $ mathrm{电:潜在=压裂{工作:完成}{电荷}}$ $

电势的标准单位为伏特(V)。

Conclusion

在上面的部分中,我们研究了各种静电方面的普遍法则两个带电粒子之间的静电力。在这里,我们也了解到一个静止的电荷电流一样对我们来说是非常有用的。

FAQs

Q1。为什么没有电场线内导体吗?

答。这是由于内部没有电场的售票员我们都知道电荷总是表面的导体。

Q2。什么是利用电场的概念吗?

答。通过使用这个概念我们可以确定电荷的影响或武力电荷在另一个电荷。

Q3. What do you mean by 量化 of charge?

Ans,电荷的量子化状态的电荷的身体不能在分形子。电荷粒子的价值总是积分

$$mathrm{q=ne}$$

第四季度。费用如何互动?

Ans。两项指控交互彼此当一个电荷电场施加的力的其他费用,反之亦然。

Q5。你意思电荷守恒?

Ans电荷守恒定律的状态,系统将保持相同的总电荷是否加法或减法的指控。