Herinaratra elektrika - olana sy vahaolana

Herinaratra elektrika - olana sy vahaolana

1. Fiampangana telo araka ny aseho amin'ny sary etsy ambany . Inona ny hery elektrika iainan'ny fiampangana B. k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻² , 1 μC = 10 ⁻⁶ C.

Fantatra:

q_A = 10 µC = 10 x 10^-6 C=10^-5 Coulomb

q _B = 10 µC = 10 x 10 ^-6 = 10 ^-5 Coulombs

q _C = 20 µC = 20 x 10 ^-6 = 2 x 10 ^-5 Coulombs

r _AB = 0.1 m = 10 ^-1 m

r _BC = 0.1 m = 10 ^-1 m

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

Tadiavo: Hery elektrika iainan'ny fiampangana B

vahaolana:

Misy hery elektrika roa miasa amin'ny fiampangana B, izany hoe ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana A sy ny fiampangana B (F _AB ) ary koa ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana B sy C (F _BC ). Ny hery elektrika tsapan'ny fiampangana B dia vokatry ny hery F _AB sy ny hery F _BC.

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana A sy B:

Tsara ny fiampangana A ary tsara ny fiampangana B ka ny lalana izoran'ny F sy _AB dia manondro ny fiampangana C.

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana B sy C:

Tsara ny fiampangana B ary tsara ny fiampangana C ka ny F _BC dia manondro ny fiampangana A.

Ny hery elektrika iainan'ny fiampangana B:

F _B = F _BC – F _AB = 180 – 90 = 90 N.

Ny haben'ny hery elektrika iainan'ny fiampangana B (F₂B₃ ₎ dia 90 Newtons. Mitovy amin'ny lalana izoran'ny F₂B₃ ny lalana izoran'ny fiampangana _{F₂B₃ ,} izay manondro ny fiampangana A.

2. Inona ny halehibe sy ny fitarihan'ny hery elektrika amin'ny fiampangana B. ( k = 9 x 109 ^Nm2C −2 ^{, 1} μC = ^10−6C )

Fantatra:

Fiampangana A (q _A ) = +Q

Fiampangana B (q _B ) = -2Q

Fiampangana C (q _C ) = -Q

Ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana A sy B (r _AB ) = r

Ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana B sy C (r _BC ) = 2r

k = 9 x 10 ⁹ Nm ² C ⁻²

Tadiavo: Ny halehibe sy ny fitarihan'ny hery elektrika amin'ny fiampangana B.

vahaolana:

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana A sy B:

Tsara ny fiampangana A ary tsara ny fiampangana B ka ny lalana izoran'ny F _AB dia manondro ny fiampangana A.

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana B sy ny fiampangana C:

Ratsy ny fiampangana B ary ratsy ny fiampangana C ka ny lalana izoran'ny F _BC dia manondro ny fiampangana A.

Ny hery miasa amin'ny fiampangana B dia:

F = F _AB + F _BC = 2 k Q ² /r ² + 0.5 k Q ² /r ² = 2.5 k Q ² /r ² = 2.5 k Q ² r ^-2

Ny lalana izoran'ny hery elektrika dia manondro ny fiampangana A (miankavia).

3. Fiaramanidina roa, aseho amin'ny sary etsy ambany. Ny fiaramanidina eo amin'ny teboka A dia 8 µC ary ny hery elektrika miasa amin'ny fiaramanidina roa dia 45 N. Raha mihetsika miankavanana 1 sm ny fiaramanidina A, inona ny hery manintona miasa amin'ny fiaramanidina roa. k = 9.10 ⁹ Nm ² .C ^-2.

Fantatra:

Fiakaran'ny herinaratra eo amin'ny teboka A (q_A) = 8 µC = 8 x 10^-6 Coulomb

Hery elektrika miasa amin'ny fiampangana roa (F) = 45 Newtons

Ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana roa (r _AB ) = 4 sm = 0.04 metatra = 4 x 10 ^-2 metatra

Tsy miova (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Tadiavo: Ny hery elektrika eo amin'ireo fiampangana roa ireo raha mihetsika miankavanana 1 sm ny fiampangana A.

vahaolana:

Fiakaran'ny herinaratra eo amin'ny teboka B :

Ny fitoviana amin'ny hery elektrika:

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

Fr ² = k (q _A )(q _B )

qB = Fr₂ ^/ k _{( qA} )

Fiakaran'ny herinaratra eo amin'ny teboka B :

q _B = (45)(4 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(8 x 10 ^-6 )

q _B = (45)(16 x 10 ^-4 ) / 72 x 10 ³

q _B = (720 x 10 ^-4 ) / (72 x 10 ³ )

q _B = 10 x 10 ^-7 Coulombs

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana elektrika A sy B:

Raha mihetsika miankavanana 1 sm ny fiampangana ao amin'ny A dia 3 sm = 0.03 metatra = 3 x 10 ^-2 metatra ny elanelana misy eo amin'ireo fiampangana roa ireo.

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10 ⁹ )(8 x 10 ^-6 )(10 x 10 ^-7 ) / (3 x 10 ^-2 ) ²

F = (9 x 10 ⁹ )(80 x 10 ^-13 ) / (9 x 10 ^-4 )

F = (1 x 10 ⁹ )(80 x 10 ^-13 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = (80 x 10 ^-4 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = 80 Newton

4. Misy fiampangana herinaratra roa eo amin'ny teboka P sy Q izay misaraka amin'ny elanelana 10 sm, ary mahatsapa ny hery misintona 8 Newton. Raha mihetsika 5 sm mankany amin'ny fiampangana P ny fiampangana Q, dia inona ny hery herinaratra? (1 µC = 10 ^-6 C ary k = 9 x 10 ⁹ Nm² ^.C -2 ⁾.

Fantatra:

Ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana P sy Q (r_PQ) = 10 sm = 0.1 m = 1 x 10^-1 m

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana P sy Q (F) = 8 N

Fiakaran'ny herinaratra Q (q _Q ) = 40 µC = 40 x 10 ^-6 C

Tsy miova (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Tadiavo: Ny hery elektrika eo amin'ny fiampangana P sy Q raha afindra 5 sm ny fiampangana Q mankany amin'ny fiampangana P.

vahaolana:

Voalohany, kajy ny fiampangana herinaratra P, ary avy eo kajy ny hery elektrika eo amin'ireo fiampangana roa ireo, raha afindra 5 cm mankany amin'ny fiampangana P ny fiampangana herinaratra Q.

Ny fiampangana herinaratra P :

qP = Fr² ^/ k _{( qQ} )

q _P = (8)(1 x 10 ^-1 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-6 )

q _P = (8)(1 x 10 ^-2 ) / 360 x 10 ³

q _P = (8 x 10 ^-2 ) / (36 x 10 ⁴ )

q _P = (1 x 10 ^-2 ) / (4.5 x 10 ⁴ )

q _P = (1 / 4.5) x 10 ^-6 Coulombs

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana elektrika P sy Q:

Raha afindra miankavia 5 sm ny fiampangana eo amin'ny teboka Q dia 5 sm ny elanelana misy eo amin'ireo fiampangana roa ireo = 0.05 metatra = 5 x 10 ^-2 metatra

F = k (qP ₎ (qQ ₎ / ^r2

F = (9 x 10 ⁹ )( (1 / 4.5) x 10 ^-6 )(40 x 10 ^-6 ) / (5 x 10 ^-2 ) ²

F = (2 x 10 ³ )(40 x 10 ^-6 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = (80 x 10 ^-3 ) / (25 x 10 ^-4 )

F = 3.2 x ¹⁰¹

F = 32 Newton

5. Ny hery elektrika iainan'ny fiampangana q _B dia 8 N (1 µC = 10 ^-6 C ary k = 9.10 ⁹ Nm².C ^{-2 )} . Raha nifindra 4 sm miala an'i A ny fiampangana q B _, dia inona ny hery elektrika iainan'i q _B?

Fantatra:

Ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana A sy B (r_AB) = 2 sm = 0.02 m = 2 x 10^-2 m

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana A sy B (F) = 8 N

Ny fiampangana herinaratra A (q _A ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 C

Tsy miova (k) = 9 x 10 ⁹ Nm ² .C ^-2

Tadiavo: Ny hery elektrika eo amin'ny fiampangana A sy B raha toa ka 4 sm ny elanelana misy eo amin'ireo fiampangana roa ireo.

vahaolana:

^{Voalohany, kajy ny fiampangana herinaratra B, ary avy eo kajy ny hery elektrika eo amin'ireo fiampangana roa ireo, raha toa ka 4 cm = 0.04 metatra = 4 x 10 -2} metatra ny elanelan'ireo fiampangana roa ireo.

Ny fiampangana herinaratra ao amin'ny B :

qB = Fr₂ ^/ k _{( qA} )

q _B = (8)(2 x 10 ^-2 ) ² / (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )

q _B = (8)(4 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32 x 10 ^-4 ) / (18 x 10 ³ )

q _B = (32/18) x 10 ^-7

qB = (16/9) x 10 ^-7 Coulombs

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana A sy B:

F = k (q _A )(q _B ) / r ²

F = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )( (16/9) x 10 ^-7 ) / (4 x 10 ^-2 ) ²

F = (18 x 10 ³ )( (16/9) x 10 ^-7 ) / (16 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ³ )(16 x 10 ^-7 ) / (16 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ³ )(1 x 10 ^-7 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = (2 x 10 ^-4 ) / (1 x 10 ^-4 )

F = 2 Newton

6. Fiampangana telo A, B ary C araka ny aseho amin'ny sary etsy ambany. AB = BC = 20 cm ary mitovy ny fiampangana (q = 2µC). k = 9.10 ⁹ Nm2 ^{.C -2} , 1 µ = 10 ^-6 . Inona ny halehiben'ny hery elektrika miasa amin'ny teboka B?

Fantatra:

Fiampangana eo amin'ny teboka A (q_A) = 2 µC = 2 x 10^-6 Coulomb

Fiampangana eo amin'ny teboka B (q _B ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Coulomb

Fiampangana eo amin'ny teboka C (q _C ) = 2 µC = 2 x 10 ^-6 Coulomb

Ny elanelana avy any B mankany C (r _BC ) = 20 sm = 0.2 metatra = 2 x 10 ^-1 metatra

Ny elanelana avy any B mankany A (r _BA ) = 20 sm = 0.2 metatra = 2 x 10 ^-1 metatra

^k = 9.10 ⁹ Nm2 ^.C -2

Tadiavo: Ny haben'ny hery elektrika miasa amin'ny teboka B

vahaolana:

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana amin'ny teboka B sy C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BC = 9 x 10 ^-1

F _BC = 0.9 Newton

Tsara ny fiampangana herinaratra eo amin'ny teboka B sy C ka ny lalana izoran'ny hery herinaratra F _BC miankavia miala ny teboka C.

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana eo amin'ny teboka B sy A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(2 x 10 ^-6 )(2 x 10 ^-6 ) / (2 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(4 x 10 ^-12 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = (36 x 10 ^-3 ) / (4 x 10 ^-2 )

F _BA = 9 x 10 ^-1

F _BA = 0.9 Newton

Tsara ny fiampangana herinaratra eo amin'ny teboka B sy A ka midina ny lalana izoran'ny hery herinaratra F _BA , lavitry ny teboka A.

Ny vokatry ny herin'ny herinaratra:

7. Fiampangana telo Q1 _, Q2 _, ary Q3 _araka ny aseho amin'ny sary etsy ambany. Ny halavan'ny AB = ny halavan'ny BC = 30 sm. Fantatra : k = 9.10 ⁹ Nm2.C ^-2 ary 1 µ = 10 ^{-6 dia avy eo ny vokatry ny} hery elektrika amin'ny fiampangana _Q1.

Fantatra:

Fiampangana eo amin'ny teboka A (q_A) = 3 µC = 3 x 10^-6 Coulomb 

Fiampangana eo amin'ny teboka B (q _B ) = -10 µC = -10 x 10 ^-6 Coulombs

Fiampangana eo amin'ny teboka C (q _C ) = 4 µC = 4 x 10 ^-6 Coulomb

Ny elanelana avy any B mankany C (r _BC ) = 30 sm = 0.3 metatra = 3 x 10 ^-1 metatra

Ny elanelana avy any B mankany C (r _BA ) = 30 sm = 0.3 metatra = 3 x 10 ^-1 metatra s

^k = 9.10 ⁹ Nm2 ^.C -2

Tadiavo: Ny vokatry ny hery elektrika eo amin'ny teboka B

vahaolana:

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana amin'ny teboka B sy C:

F _BC = k (q _B )(q _C ) / r _BC ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(4 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BC = (9 x 10 ⁹ )(40 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = (360 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BC = 40 x 10 ^-1

F _BC = 4 Newton

Ratsy ny fiampangana herinaratra eo amin'ny teboka B ary tsara ny fiampangana herinaratra eo amin'ny teboka C, ka ny lalana izoran'ny hery herinaratra F _BC miankavanana, mankany amin'ny teboka C.

Ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana eo amin'ny teboka B sy A:

F _BA = k (q _B )(q _A ) / r _BA ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(10 x 10 ^-6 )(3 x 10 ^-6 ) / (3 x 10 ^-1 ) ²

F _BA = (9 x 10 ⁹ )(30 x 10 ^-12 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = (270 x 10 ^-3 ) / (9 x 10 ^-2 )

F _BA = 30 x 10 ^-1

F _BA = 3 Newton

Ratsy ny fiampangana herinaratra eo amin'ny teboka B ary tsara ny fiampangana herinaratra eo amin'ny teboka A, ka ny lalana izoran'ny hery herinaratra F _BA dia miakatra mankany amin'ny teboka A.

Ny vokatry ny herin'ny herinaratra:

1. Inona ny herin'ny herinaratra? valinyNy hery elektrika dia hery fototra izay mitranga eo amin'ny zavatra noho ny fiampangana herinaratra ao aminy. Mety ho manintona (eo anelanelan'ny fiampangana mifanohitra) na mandroaka (eo anelanelan'ny fiampangana mitovy) izy io.
2. Ahoana no amaritana ny haben'ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana teboka roa? valinyNy lalàn'i Coulomb no manome ny haben'ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana teboka roa. Mifanohitra mivantana amin'ny vokatry ny haben'ny fiampangana izany ary mifanandrify amin'ny efamira amin'ny elanelana misy eo amin'izy ireo. F=Prot q₁x q₂​/ r², izay $k$ dia ny tsy miovaovan'i Coulomb.
3. Inona no mitranga amin'ny herin'aratra raha avo roa heny ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana roa? valinyRaha avo roa heny ny elanelana misy eo amin'ny fiampangana roa, dia lasa ampahefatry ny sandany tany am-boalohany ny hery elektrika, satria miovaova mifamadika amin'ny efa-joron'ny elanelana ny hery.
4. Ahoana no mampitaha ny herin'ny herinaratra amin'ny herin'ny sinton'ny tany? valinyMety ho sady manintona no maharikoriko ny hery elektrika, raha toa kosa ka manintona fotsiny ny hery misintona. Fanampin'izany, ho an'ny zavatra mahazatra sy ny halavirana, ny hery elektrika dia mazàna matanjaka kokoa noho ny hery misintona, satria malemy kokoa amin'ny ambaratonga maro ny hery misintona raha oharina amin'ny hery elektrika.
5. Inona ny fitsipiky ny superposition mifandraika amin'ny hery elektrika? valinyNy fitsipiky ny superposition dia milaza fa ny hery elektrika net amin'ny fiampangana iray vokatry ny fitambaran'ny fiampangana hafa dia ny fitambaran'ny hery vector an'ny hery ampiharin'ny fiampangana tsirairay raisina misaraka.
6. Nahoana isika no tsy mahatsapa ny herin'aratra amin'ny zavatra andavanandro na dia vita amin'ny poti-javatra misy fiampangana aza izy ireo? valinyNy zavatra andavanandro dia mazàna tsy miandany amin'ny herinaratra, midika izany fa mitovy ny isan'ny fiampangana tsara sy ratsy ao aminy. Mifandanja ny hery eo amin'ireo fiampangana ireo, ka aotra ny hery herinaratra manontolo.
7. Ahoana no fiantraikan'ny fiforonan'ny tany amin'ny herin'ny herinaratra amin'ny zavatra misy fiampangana? valinyNy fampitoviana ny zavatra misy herinaratra amin'ny tany dia ahafahan'ny herinaratra mikoriana eo anelanelan'ilay zavatra sy ny Tany mandra-pijanon'ilay zavatra, ka manafoana tanteraka ny hery elektrika net amin'ilay zavatra noho ny fiampangana azy voalohany.
8. Afaka miasa ao anaty banga ve ny hery elektrika? valinyEny, afaka miasa ao anaty banga ny hery elektrika. Tsy mila fitaovana izy mba hiparitaka. Miharihary izany amin'ny fomba ahafahan'ny saha elektrika misy fiantraikany amin'ny poti-javatra misy herinaratra eny amin'ny habakabaka.
9. Inona no anjara asan'ny tsy miovaovan'ny herinaratra (na ny fahafahan'ny habaka malalaka) amin'ny famaritana ny tanjaky ny hery elektrika? valinyNy tsy miovaovan'ny herinaratra, fantatra ihany koa amin'ny hoe permittivité an'ny habaka malalaka, dia misy fiantraikany amin'ny tanjaky ny hery elektrika eo anelanelan'ny fiampangana. Ny permittivité ambony kokoa dia midika fa malemy kokoa ny hery elektrika, ary ny mifamadika amin'izany. Ny tsy miovaovan'i Coulomb, $k$, dia mifandraika amin'ity sanda ity toy ny k=1/4πε₀​​.

10. Raha mihetsika mifandraika amin'ny tsirairay ny fiampangana roa, miova ve ny hery eo amin'izy ireo? Valiny : Raha mihetsika mifandraika amin'ny tsirairay ny fiampangana roa, dia afaka mamokatra saha magnetika ankoatra ny saha elektrika izy ireo. Midika izany fa ny fifandraisana misy eo amin'ny fiampangana mihetsika dia tsy noho ny hery elektrika ihany fa noho ny hery magnetika koa. Ny fifandraisana mitambatra dia faritana amin'ny hery elektromagnetika. Noho izany, na dia tsy miova aza ny hery elektrika vokatry ny fiampangana satria mihetsika fotsiny izy ireo, dia mety hiova ny hery ankapobeny noho ny fiantraikan'ny magnetika.