Elektrostatyka – wzory i teoria fizyki

Najważniejsze wzory i teoria elektrostatyki:

Elektryzowanie ciał

Niektóre substancje przy wzajemnym pocieraniu lub zetknięciu elektryzują się wzajemnie. Ebonit lub PCV pocierane suknem elektryzują się ujemnie. Szkło pocierane o jedwab elektryzuje się dodatnio.

Elektryzowanie ciał przez wzajemne pocieranie lub dotyk polega na przechodzeniu elektronów między ciałami.

  • Ciało naelektryzowane ujemnie posiada nadmiar elektronów.
  • Ciało naelektryzowane dodatnio ma za mało elektronów.

Dwa ciała naelektryzowane jednoimiennie ( „+” z  „ +”   lub  „ – ” z  „ – ” ) odpychają się wzajemnie, a ładunki różnoimienne ( „+”  z  „ – ” ) przyciągają się wzajemnie.

Jednostką ładunku jest 1 kulomb ( 1C ).

Prawo Coulomba

Dwie naelektryzowane kule przyciągają się wzajemnie siłą wprost proporcjonalną do iloczynu ładunków, a odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między środkami tych kul.

Komplet informacji o prawie Coulomba znajdziesz na podstronie w całości poświęconej temu zagadnieniu

F = \frac{k \cdot q \cdot Q}{r^2}

F – siła elektrostatyczna
q, Q – ładunki elektryczne
r – odległość
k – stała elektrostatyczna

Prawo Coulomba

Na czym polega elektryzowanie

  • Elektryzowanie przez dotyk polega na przemieszczaniu się elektronów między ciałem naelektryzowanym i nienaelektryzowanym.
  • Elektryzowanie przez indukcję przewodnika polega na przemieszczaniu się elektronów pod wpływem zbliżanego ładunku.

Zasada zachowania energii

W układzie odizolowanym elektrycznie całkowity ładunek nie zmienia się. Może on jedynie ulec przemieszczeniu.

Pole elektryczne i elektrostatyczne

Przestrzeń wokół ciała naelektryzowanego, w której na umieszczony ładunek działają siły elektryczne nazywamy polem elektrycznym. Pole wytworzone przez ładunki nieruchome to pole elektrostatyczne.

Ładunek próbny to mały ładunek dodatni, który nie zaburza badanego pola elektrostatycznego.

Natężenie pola elektrycznego

Natężenie pola elektrycznego jest równe stosunkowi siły działającej w danym punkcie pola na ładunek próbny do wartości tego ładunku.

E = \frac{F}{q}

E – natężenie pola
F – siła
q – ładunek

Napięcie między dwoma punktami pola elektrycznego

Napięcie między dwoma punktami pola  obliczmy dzieląc pracę wykonaną przy przesuwaniu ładunku próbnego między tymi punktami pola przez wartość ładunku przesuwanego

U = \frac{W}{q}

U – napięcie
W – praca
q – ładunek