Elektrizitate estatikoa: arazoak eta irtenbideak
Indar elektrikoa
1. A puntua eremu elektriko batean . A puntuko eremu elektrikoaren magnitudea = 0.5 NC -1 . 0.25 C-ko karga bat A puntuan jartzen bada, zein da kargaren gainean eragiten duen indar elektrikoa ?
Ezaguna:
Eremu elektrikoa A puntuan = 0.5 NC -1
Karga elektrikoa A puntuan = 0.25 C
Bilatzen dena: Indar elektrikoa
irtenbidea:
F = q E
F = (0.25 C)(0.5 NC -1 )
F = 0.125 N
2. 5 C eta 4 C bi karga 3 metroko distantziaz bereizita daude. Coulomb-en konstantea 9 × 10 9 Nm 2 C –2 bada , zein da bi kargek jasaten duten indar elektrikoaren magnitudea?
Ezaguna:
1. karga (q1 ) = 5 C
2. karga (q2 ) = 4 C
1. kargaren eta 2. kargaren arteko distantzia (r) = 3 metro
Coulomb- en konstantea (k) = 9 × 109 Nm2C – 2
Nahi dena: Indar elektrikoaren magnitudea (F)
irtenbidea:
3. + q1 = 10 μC ; +q2 = 20 μC ; eta q3 karga elektrikoa bereizita daude, beheko irudian erakusten den bezala. q2 = 0 kargari eragiten dion indar elektrikoa bada , zein da q3 -ren karga?
Ezaguna:
1. karga (q1 ) = 10 μC = 10 x 10-6 C
2. karga (q2 ) = 20 μC = 20 x 10-6 C
Behar dena: Zein da q3-ren karga?
irtenbidea:
Bi indar ari dira +q2-ren gainean eragiten.
Lehenengo indarra +q1 kargaren eta +q2 kargaren arteko aldaratze-indarra da, hau da , F12 , eskuinera.
Indar elektriko garbia q2 = 0-ri eragiten dionean , q3 negatiboa izan behar da.
Bigarren indarra +q2 eta -q3 kargaren arteko erakarpen-indarra da, hau da , F23 , ezkerrera.
Bi indar hauek q2-ren gainean eragiten dute , magnitude bera baina kontrako noranzkoa dute.
Indar garbiak +q2 = 0-ren gainean eragiten du.
4. Hiru karga q1 , q eta q2 lerro batean daude. q = 5.0 μC eta d = 30 cm badira, zein da q kargaren gainean eragiten duen indar elektrikoaren magnitudea eta norabidea?
Ezaguna:
1. karga (q1 ) = 30 μC = 30 x 10-6 C
2. karga (q2 ) = 60 μC = 60 x 10-6 C
3. karga (q) = 5 μC = 5 x 10 -6 C
q 1 eta q = d arteko distantzia
q² eta q = 2d arteko distantzia
d = 30 cm = 0.3 metro
d2 = (0.3) 2 = 0.09
Coulomb-en konstantea (k) = 9 x 10 9 N m 2 C -2
Nahi dena: Karga elektrikoaren gainean eragiten duen indar elektrikoak duen magnitudea eta norabidea
irtenbidea:
Bi indar ari dira q-ren gainean eragiten: F1 eskuinera (q eta q1 positiboak dira, beraz, F1 q eta q1-tik urruntzen da ) eta F2 ezkerrera (q eta q2 positiboak dira, beraz, F2 q eta q2- tik urruntzen da ). Lehenik eta behin, F1 eta F2 kalkulatu ziren.
Indar garbia 7.5 Newton da. Indar garbiaren norabidea = F-ren norabidea1, eskuineko puntua q kargara2.
Eremu elektrikoa
5. Q karga puntual bat P puntuan dago kargak (+) sortutako eremu elektrikoan , beraz, 0.05 N-ko indarra jasaten du kargaren norabidean. P puntuko eremu elektrikoaren magnitudea 2 x 10 -2 NC -1 bada , zein da eremu elektrikoa eragiten duen kargaren magnitudea eta mota?
Ezaguna:
Indar elektrikoa (F) = 0.05 N
Eremu elektrikoa (E) = 2 x 10 –2 NC –1 = 0.02 NC –1
Bilatzen dena: Karga elektrikoaren magnitudea eta mota
irtenbidea:
Karga elektrikoa indar elektrikoaren (F), eremu elektrikoaren (E) eta karga elektrikoaren (q) arteko erlazioa adierazten duen formula bat erabiliz kalkulatzen da:
F = q E
q = F / E = 0.05 N / 0.02 NC –1 = 2.5 Coulomb
q kargak (+) norabidean indar elektriko bat jasaten du, eta horrek eremu elektriko bat sortzen du, beraz, q karga negatiboa da.
6. A eta B kargen artean 4 metroko distantzia dago. C puntua bi kargen artean dago, A puntutik metro 1era. Q A = –300 μC bada, Q B = 600 μC. 1/4 π ε 0 = 9 × 10 9 N m 2 C– 2, zein da bi kargek C puntuan sortutako eremu elektrikoaren magnitudea?
Ezaguna:
A eta B kargen arteko distantzia (r AB ) = 4 metro
C puntuaren eta A kargaren arteko distantzia (r AC ) = 1 metro
C puntuaren eta B kargaren arteko distantzia (r BC ) = 3 metro
A karga (q A ) = –300 μC = -300 x 10 -6 C = -3 x 10 -4 Coulomb
B karga (q B ) = 600 μC = 600 x 10 -6 C = 6 x 10 -4 Coulomb
Konstantea (k) = 9 × 109 N m² C –2
Bilatzen dena: Eremu elektrikoa C puntuan
irtenbidea:
A kargak C puntuan sortutako eremu elektrikoa:
A karga negatiboa da, beraz, eremu elektrikoaren norabidea A kargara seinalatzen du eta B kargatik urruntzen da (ezkerrera).
B kargak C puntuan sortutako eremu elektrikoa:
B karga positiboa da, beraz, eremu elektrikoaren norabidea B kargatik urrun dago eta A kargarantz zuzentzen da (ezkerrera).
A puntuan eremu elektrikoaren erresultantea:
E = E A + E B
E = (27 × 10⁻⁵ ) + (6 × 10⁻⁵ )
E = 33 x 105 N /C
Eremu elektrikoaren norabidea A kargarantz doa eta B kargatik urruntzen da (ezkerrera).
7. 1 mg-ko hauts bat airean flotatzen ari da. Hautsaren karga 0.5 μC bada eta grabitatearen azelerazioa 10 m/s2 bada, zehaztu hautsa eusten duen eremu elektrikoaren magnitudea.
Ezaguna:
Hautsaren masa (m) = 1 mg = 1 x 10 -6 kg
Hautsaren karga (q) = 0.5 μC = 0.5 x 10 -6 C
Grabitatearen azelerazioa (g) = 10 m/ s²
Bilatzen dena: Eremu elektrikoa
irtenbidea:
w = mg
w = hautsaren pisua, m = hautsaren masa, g = grabitatearen azelerazioa
Grabitatearen indarrak hautsaren gainean eragiten du:
w = mg = (1 x 10⁻⁶ kg )(10 m/s² ) = 10 x 10⁻⁶ kg m/s² = 10 x 10⁻⁶ Newton
Eremu elektrikoaren ekuazioa:
E = F/q
E = eremu elektrikoa, F = indar elektrikoa, q = karga elektrikoa
Ordezkatu F eremu elektrikoaren ekuazioan pisuaren ekuazioan w-rekin:
E = F/q = w/q
E = (10 x 10⁻⁶ N) / (0.5 x 10⁻⁶ C)
E = 10 N / 0,5 °C
E = 20 N/C
8. Bi karga, q1 = 32 μC eta q2 = -214 μC, x distantziaz bereizita daude, beheko irudian erakusten den bezala. Ez dago eremu elektrikorik q2-tik 10 cm-ra dagoen P puntuan . Aurkitu x.
Ezaguna:
1. karga (Q1 ) = 32 μC
2. karga (Q2 ) = -214 μC
P puntuaren eta q-ren arteko distantzia 1 = x + 10 cm
P puntuaren eta q2- ren arteko distantzia = 10 cm
Bilatzen da: x
irtenbidea:
E 1 = Q 1 kargak sortutako eremu elektrikoa . Eremu elektrikoaren norabidea Q 1- etik urruntzen da , Q 1 positiboa delako. E 2 = Q 2- k sortutako eremu elektrikoa . Eremu elektrikoaren norabidea Q 2 -ra seinalatzen du, Q 2 negatiboa delako.
Ez dago indar garbirik Q2 -tik 10 cm-ra dagoen p puntuan
Erabili formula koadratikoa:
9. Q puntu kargatu bat (+) kargak sortutako eremu elektrikoaren P puntuan dago , beraz, 0.05 N-ko indarra du. Karga +5 × l0 –6 Coulomb bada, zein da eremu elektrikoaren magnitudea C puntuan?
Ezaguna:
Indar elektrikoa (F) = 0.05 Newton
Karga elektrikoa (Q) = +5 × l0 –6 Coulomb = 0.000005
Bilatzen dena: Eremu elektrikoa P puntuan
irtenbidea:
E = F / Q
E = 0.05 Newton / 0.000005 Coulomb
E = 5 Newton / 0.0005 Coulomb
E = 10,000 Newton/Coulomb
E = 10⁴ N /C
E = 10⁴ NC -1
- Zer da elektrizitate estatikoa? ErantzunaElektrizitate estatikoak objektuen gainazalean karga elektrikoaren metaketa adierazten du. "Estatikoa" deitzen zaio, kargak eremu batean geratzen direlako, korronte elektrikoan bezala mugitu edo isurtu beharrean.
- Nola sortzen da elektrizitate estatikoa? ErantzunaElektrizitate estatikoa askotan karga triboelektrikoaren prozesuaren bidez sortzen da, non material batzuk kargatzen diren beste material batekin marruskadura-kontaktuan sartzen direnean. Globo bat ilearen kontra igurzteak edo gomazko zola duten oinetakoekin alfonbra batean ibiltzeak karga estatikoen metaketa eragin dezake.
- Zergatik jasotzen duzu batzuetan kolpe bat alfonbra baten gainean ibili ondoren ateko heldulekua ukitzean? ErantzunaAlfonbra baten gainean ibiltzeak, batez ere baldintza lehorretan, karga estatikoak pilatu ditzake gorputzean. Ateko helduleku bat edo beste eroale bat ukitzen duzunean, kargak azkar deskargatu daitezke, deskarga estatiko bat eraginez.
- Nola eragiten dio hezetasunak elektrizitate estatikoari? ErantzunaHezetasunak elektrizitate estatikoaren metaketa murrizten du. Aireko ur molekulek karga elektrikoak xahutzen lagun dezakete. Egun lehorretan, elektrizitate estatikoa pilatzeko eta deskargak izateko probabilitate handiagoa dago.
- Zergatik dira material batzuk beste batzuk baino joera handiagoa karga estatikoa garatzeko? ErantzunaMaterialek elektroiak atxikitzeko edo transferitzeko duten gaitasunean desberdinak dira. Material batzuek, hala nola kautxuak edo plastiko batzuek, beste batzuek baino errazago irabazten edo galtzen dituzte elektroiak, eta horrek karga estatikoa metatzeko joera handiagoa eragiten du.
- Zein da elektroskopio baten printzipioa? ErantzunaElektroskopioa karga estatiko baten presentzia detektatzeko erabiltzen den gailu bat da. Normalean metalezko bi xafla mehetara konektatutako metalezko haga batez osatuta dago. Objektu kargatu bat hagara hurbiltzen denean, hostoak elkarrengandik bereizten dira karga berdinen aldarapenaren ondorioz, elektrizitate estatikoaren presentzia adieraziz.
- Nola ezabatzen ditu lurreratzeak karga estatikoak? ErantzunaLurrera konektatzeak gehiegizko karga Lurrera mugitzeko bidea ematen dio, eta Lurrera karga-biltegi erraldoia da. Objektu estatikoki kargatu bat lurrera konektatzen denean, karga gehigarriak neutralizatu egiten dira, elektrizitate estatiko metaketa murriztuz edo ezabatuz.
- Zergatik ikus ditzakezu txinpartak ale-silo batean edo hegazkin bat erregaiztatzen ari den bitartean, eta zergatik da arriskutsua hau? ErantzunaAlea mugitzeak edo gainazalen kontra igurzteak elektrizitate estatikoa sor dezake, eta gauza bera gertatzen da erregaiaren fluxuarekin. Karga estatikoa pilatzen bada, txinparta gisa deskargatu daiteke. Gas, hauts edo likido sukoiak dauden inguruneetan (adibidez, ale-silo batean edo hegazkinen erregaia betetzen ari direnean), txinparta hauek material sukoia piztu dezakete, leherketak eraginez.
- Nola funtzionatzen dute spray edo produktu antiestatikoek? ErantzunaSpray eta produktu antiestatikoek gainazalak eroale samarrak bihurtzen dituzten substantziak izaten dituzte normalean. Horrela, karga estatikoen metaketa saihesten dute edo metatzen diren kargak desagertzen laguntzen dute.
-
Zer da serie triboelektrikoa? Erantzuna : Serie triboelektrikoa materialak beste material baten kontra igurztean positiboki edo negatiboki kargatzeko duten joeraren arabera sailkatzen dituen zerrenda bat da. Zerrendako goialdean dauden materialek positiboki kargatzeko joera dute, eta behean daudenek, berriz, negatiboki kargatzeko.
