Мақалада электр заряды Dan электр зарядының түрлері Ұқсас электр зарядтары бір-бірін тебеді, ал басқаша электр зарядтары бір-бірін тартады деп түсіндіріледі. Басқаша айтқанда, оң зарядталған заттар теріс зарядталған заттарды тартады, оң зарядталған заттар оң зарядталған заттарды тебеді, ал теріс зарядталған заттар теріс зарядталған заттарды тебеді. Бұл құбылыс оң зарядталған және теріс зарядталған заттарға әсер ететін электр күшінің бар екенін көрсетеді. Электр зарядталған заттар арасындағы электр күшінің шамасына қандай факторлар әсер етеді?
Француз физигі Шарль Кулон (1736–1806) 1780 жылдары электр зарядталған нысандар арасындағы электр күшінің шамасына әсер ететін факторларды зерттеу үшін бірқатар тәжірибелер жүргізді. Кулон қолданған аппарат Кавендиштің гравитациялық тұрақтыны зерттеу үшін қолданған, бұралу балансы деп аталатын аппаратына ұқсас болды. Кулон электр күшін зерттеді, сондықтан ол екі электр зарядталған металл шарды пайдаланды, ал Кавендиш гравитациялық күшті зерттеді, сондықтан ол массасы екі электр зарядталмаған шарды пайдаланды.
Момент шкаласы қалай жұмыс істейді
Момент шкаласы қалай жұмыс істейді, тақырыпқа байланысты күш моменті немесе моменті тарауда айналмалы динамика.
Бұралу балансындағы кеңістік қатты шардағы электр зарядының ауаға өтуіне жол бермеу үшін вакуум болып табылады. Қатты шардағы электр зарядының мөлшерін анықтау келесі әдісті қолдану арқылы жүзеге асырылады. Бастапқыда қатты шар А өткізгіштік немесе үйкеліс арқылы электр зарядына ие болады. Электр заряды алынған қатты шар А қатты шар А-ның электр заряды қатты шар В-ға тең бөлінгенше электр өткізгішті пайдаланып әлі де бейтарап қатты шар В-ға қосылады. Егер қатты шар А-ның электр зарядының мөлшері ½ болса, онда қатты шар В-ның электр зарядының мөлшері ½ болады. Келесіде, қатты шар В және қатты шар С қатты шар В қатты шар С қатты шар В-ның электр заряды қатты шар С-ға тең бөлінгенше электр өткізгішпен қосылады. Егер қатты шар В-ның электр зарядының мөлшері ¼ болса, онда қатты шар С-ның электр зарядының мөлшері ¼ болады. 1-қабат шар мен 2-қабат шардың электр зарядының мөлшері және электр зарядының түрі осылайша алынады.
1-ші қатты сфера және 2-ші қатты сфера электрлік зарядталған, сондықтан екі сфераның электр заряды бірдей болса, екі қатты сфера бір-бірін тебеді немесе екі сфераның электр зарядтары әртүрлі болса, бір-бірін тартады. Екі электрлік зарядталған қатты сфера арасында тартылыс немесе тебу күшінің болуы 2-ші қатты сфераның айналуына әкеледі. 2-ші қатты сфераның қозғалу бұрышы екі қатты сфераға әсер ететін электр күшін анықтау үшін өлшенеді.
Электр тогына әсер ететін факторлар
Бұралу балансын пайдаланып жүргізілген тәжірибелерге сүйене отырып, Кулон бірнеше нәрсені ашты.
– Бұл тәжірибеде екі қатты шардың арасындағы қашықтық әрқашан бірдей. 1-қатты шардағы электр зарядының мөлшері 1-ге, ал 2-қатты шардағы электр зарядының мөлшері 1-ге тең болғанда, екі қатты шарға да әсер ететін электр күші 1-ге тең. 1-қатты шардағы электр зарядының мөлшері 2-ге, ал 2-қатты шардағы электр зарядының мөлшері 2-ге тең болғанда, екі қатты шарға да әсер ететін электр күші 4-ке тең. Кулон екі қатты шарға да әсер ететін электр күшінің шамасы екі қатты шардағы заряд мөлшерінің көбейтіндісіне пропорционалды деген қорытындыға келді (F ≈ q1 q2).
– Бұл тәжірибеде екі қатты шардағы заряд мөлшері әрқашан бірдей. Егер екі қатты шар арасындағы қашықтық 1-ге тең болса, онда екі қатты шарға да әсер ететін электр күші 1-ге тең. Егер екі қатты шар арасындағы қашықтық 2-ге тең болса, онда екі қатты шарға да әсер ететін электр күші ¼-ге тең. Кулон екі қатты шарға да әсер ететін электр күшінің шамасы қашықтықтың квадратына кері пропорционалды деген қорытындыға келді (F ≈ 1 / r2)
Кулон заңы
Кулон заңы - электр күші, электр заряды және зарядтар арасындағы қашықтық арасындағы байланысты түсіндіретін физика заңы. Бұл заң алдыңғы мақалада түсіндірілгендей, Кулон тәжірибелері негізінде тұжырымдалған.
Кулон заңы электрлік зарядталған бөлшектің басқа электрлік зарядталған бөлшекке әсер ететін күштің шамасы екі бөлшектің зарядтарының қосындысының көбейтіндісіне тура пропорционал және екі электрлік зарядталған бөлшек арасындағы қашықтықтың квадратына кері пропорционал екенін айтады. Бұл күш екі бөлшекті қосатын түзу сызық бойымен әсер етеді. Екі бөлшектің электр зарядтары бірдей болса, электр күші тебілгіш болады, ал екі бөлшектің электр зарядтары бірдей болмаса, электр күші тартымды болады.
Кулон заңын математикалық теңдеу түрінде көрсетуге болады:
Формула сипаттамасы:
F12 = 1-бөлшек пен 2-бөлшек арасындағы электр күші
q1 = бөлшектердің зарядтарының саны 1
q2 = 2-ші бөлшектің электр зарядтарының саны
r12 = 1-бөлшек пен 2-бөлшек арасындағы қашықтық
(оқыңыз: эпсилон нөл) = 8,854 x 10-12 C2/Нм2
k = (Кулон тұрақтысы) = 9 x 109 Nm2/C2
F21 q зарядының әсер ететін күші болып табылады.2 q зарядында1ал F12 q зарядының әсер ететін күші болып табылады.1 q зарядында2. F21 және F12 заряд q болғанда бір-бірін тебеді1 және q2 ұқсас және заряд q болғанда бір-біріне тартылады1 және q2 бір түрі емес.
F21 және F12 бірдей мәнге ие, қарама-қарсы бағытта әрекет етеді және әртүрлі нысандарға әсер етеді, сондықтан бұл екі күш әрекет-реакция күштерінің жұбы болып табылады.
