Gurumuda Networks
Kotni moment Količina rotacijskega gibanja, ki je enaka masi (m) pri linearnem gibanju, je vztrajnostni moment (I). Količina rotacijskega gibanja, ki je enaka hitrosti (v) pri linearnem gibanju, je kotna hitrost (ω). Tako ima vrteči se objekt kotni moment, ki lahko ... Preberi več
Oglejmo si vrteči se delec. Na delca z maso m deluje sila F, zaradi katere se delec vrti okoli osi O. Delec je od osi vrtenja oddaljen za r. Najprej miruje (v = 0). Po gibanju s silo F se delci premikajo z določeno hitrostjo, tako da imajo tangencialni pospešek. Razmerje med silo (F), maso (m) in tangencialnim pospeškom delcev je izraženo z enačbo 3:
V prevodniku, kot je baker, se elektroni naključno gibljejo z veliko hitrostjo in prosto, vendar ne uidejo iz kovine. Elektroni, ki se lahko prosto gibljejo, se imenujejo prosti elektroni. Čeprav se elektroni prosto gibljejo v vse smeri, ni celotnega toka elektronov v določeni smeri. Do tega stanja pride, ko med obema koncema bakrene žice ni potencialne razlike.
Ko je žica priključena na električni vir, se med obema koncema bakrene žice pojavi potencialna razlika, tako da se znotraj bakrene žice pojavi električno polje. Obstoj električnega polja povzroči, da prosti elektroni občutijo električno silo F = q E = e E, kjer je F = električna sila , e = naboj elektrona, E = električno polje . Ta električna sila povzroči, da vsi elektroni, ki se prosto gibljejo, pospešijo skupaj, kar je v isti smeri kot električna sila.
Definicija kondenzatorja je naprava, ki shranjuje električni naboj in električno potencialno energijo. Preprost kondenzator je sestavljen iz dveh prevodnih plošč ali listov, ki so nameščeni blizu skupaj, vendar se ne dotikajo in so ločeni z izolatorjem ali vakuumom. Prevodniki so materiali, ki lahko prevajajo električni tok, kot so kovine, izolatorji pa so materiali, ki ne morejo prevajati električnega toka, kot je plastika.
Sprva prevodnika nista električno nabita ali električno nevtralna. Da bi bil en prevodnik pozitivno nabit, drugi pa negativno nabit, mora priti do prenosa elektronov iz enega prevodnika v drugega. Elektroni so na površini atoma, zato se zlahka premikajo. Ko se elektroni premaknejo iz enega prevodnika v drugega, ima eden od prevodnikov presežek elektronov (pomanjkanje protonov).
tako da postane negativno nabit, medtem ko ima drugi prevodnik pomanjkanje elektronov (presežek protona), tako da postane pozitivno nabit. Podroben opis postopka polnjenja električnih nabojev na kondenzatorjih je pregledan na temo shranjevanja električne energije v kondenzatorjih.
Električni potencial je definiran kot električna potencialna energija na enoto naboja. Predpostavimo, da ima naboj q v točki a električno potencialno energijo, enako EP a , potem je električni potencial v točki a formuliran na naslednji način:
V = električni potencial, EP = električna potencialna energija, q = električni naboj
V ni le v točki a, ampak tudi v vseh točkah električnega polja. Točka a je uporabljena kot primer. Kot bo pojasnjeno kasneje, V ni odvisen od naboja q.
Preden se lotimo študija te teme, najprej razumimo delo, konzervativne sile, razmerje med konzervativnimi silami in potencialno energijo , električne sile in električno polje.
Poleg gravitacijske sile in sile vzmeti je še en primer konzervativne sile električna sila. Da bi bolje razumeli, zakaj se električna sila imenuje konzervativna sila, si oglejte naslednjo razlago.
Električno polje z enim samim točkovnim nabojem
Za izračun električnega polja, ki ga ustvari en sam pozitivni naboj, je prvi korak izbrati sferično Gaussovo površino s polmerom r, kjer je središče krogle pri enem samem naboju. Površina krogle je 4πr2.
Električno polje, ki izhaja iz središča krogle, prodira pravokotno na površino krogle, tako da je formula za električni pretok Φ = E A. Formula Gaussovega zakona je Φ = Q/ε o
Glede Coulombovega zakona je bila preučena sila med električnimi naboji. V pregledu električnega polja je bila obravnavana druga oblika Coulombovega zakona, ki je izražena z enačbo F = q E,
kjer je F električna sila, q električni naboj in E električno polje. Lahko rečemo, da je Coulombov zakon fizikalni zakon, ki pojasnjuje razmerje med električnim nabojem (q) in električnim poljem (E).
Gaussov zakon je še en fizikalni zakon, ki pojasnjuje razmerje med električnimi naboji in električnimi polji. Gaussov zakon je formuliral Carl Friedrich Gauss (1777–1855), nemški teoretični fizik in matematik.
Glede električnega polja je bila obravnavana definicija in enačba električnega polja , ki se lahko uporabi za izračun jakosti električnega polja, ki jo ustvari električni naboj, več električnih nabojev ali porazdelitev električnega naboja. Izračun jakosti električnega polja, ki jo ustvari električni naboj ali dva električna naboja, se enostavno reši z uporabo formule za jakost električnega polja. Če se izračuna jakost električnega polja, ki jo ustvari porazdelitev električnega naboja, je izračun bolj zapleten, če se uporabi formula za jakost električnega polja, vendar je lažje uporabiti Gaussov zakon . Preden podrobneje preučimo Gaussov zakon, najprej razumemo električni pretok zaradi koncepta električnega pretoka, ki se uporablja v Gaussovem zakonu.
Pri tem smo se naučili, da se istonamerni naboji odbijajo, medtem ko se raznonamerni naboji privlačijo. Če se pozitivno nabit predmet približa negativno nabitemu predmetu, se predmeta potegneta skupaj, tako da se premikata drug proti drugemu. Nasprotno, če se pozitivno nabit predmet približa pozitivno nabitemu predmetu, se predmeta odbijata, tako da se oddaljujeta drug od drugega. Kot smo preučevali pri temi Coulombovega zakona, lahko električno nabiti predmeti pospešijo druge električno nabite predmete, ker med temi električno nabitimi predmeti deluje električna sila. Električna sila, ki jo električno nabit predmet izvaja na druge električno nabite predmete, je primer sile, ki lahko deluje brez stika. Drug primer sile, ki lahko deluje na daljavo, je sila gravitacije . Gravitacijsko silo izvaja masni predmet na druge masne predmete.