Электри статикӣ - мушкилот ва роҳҳои ҳалли онҳо

Электри статикӣ - мушкилот ва роҳҳои ҳалли онҳо

Қувваи барқӣ

1. Нуқтаи А дар майдони электрикӣ . Бузургии майдони электрикӣ дар нуқтаи А = 0.5 NC ^-1 . Агар заряди 0.25-C дар нуқтаи А ҷойгир карда шавад, пас қувваи электрикӣ, ки ба заряд таъсир мерасонад, чӣ қадар аст?

Маълум:

Майдони электрикӣ дар нуқтаи A = 0.5 NC ^-1

Заряди барқӣ дар нуқтаи A = 0.25 C

Дархост: Қувваи барқ

Ҳал:

F = q E

F = (0.25 C)(0.5 NC ^-1 )

F = 0.125 Н.

2. Ду заряди 5 C ва 4 C бо масофаи 3 метр аз ҳам ҷудо шудаанд. Агар доимии Кулон 9 × 109 Нм 2 C –2 бошад ^, бузургии ^қувваи электрикии ^ду заряд чӣ қадар аст?

Маълум:

Заряд 1 (q1 ₎ = 5 C

Заряд 2 (q2 ₎ = 4 C

Масофаи байни заряди 1 ва заряди 2 (r) = 3 метр

Доимии Кулон (k) = 9 × 10 ⁹ Нм ² C ^–2

Дархост: Бузургии қувваи барқӣ (F)

Ҳал:

3. Заряди электрикӣ +q ₁ = 10 μC ; +q ₂ = 20 μC ; ва q ₃ аз ҳам ҷудо карда шудаанд, чунон ки дар расми зер нишон дода шудааст. Қувваи электрикӣ, ки ба заряди q ₂ = 0 таъсир мерасонад, пас заряди q ₃ чанд аст.

Маълум:

Заряд 1 (q1 ₎ = 10 μC = 10 x 10 ^-6 C

Заряд 2 (q2 ₎ = 20 μC = 20 x 10 ^-6 C

Ҷустуҷӯ: Заряди q _{3 чанд аст?}

Ҳал:

Ду қувва ба +q2 таъсир _{мерасонанд}.

Қувваи аввал қувваи теладиҳанда байни заряди +q1 ва заряди +q2 аст _, ки _F12 ба _самти рост ҳаракат мекунад.

Қувваи электрикии холис ба q2 = 0 таъсир мерасонад, _пас q3 _бояд манфӣ бошад.

Қувваи дуюм қувваи ҷозиба байни зарядҳои +q2 ва -q3 аст _, ки _F23 ба _тарафи чап ҳаракат мекунад.

Ҳардуи ин қувваҳо ба q2 таъсир мерасонанд _, бузургии якхела, вале самти муқобил доранд.

Қувваи холис ба +q2 = 0 таъсир _{мерасонад}.

4. Се заряди q ₁ , q ва q ₂ дар як хат ҷойгиранд. Агар q = 5.0 μC ва d = 30 см бошад, пас бузургӣ ва самти қувваи электрикии таъсиркунанда ба заряди q чанд аст?

Маълум:

Заряд 1 (q1 ₎ = 30 μC = 30 x 10 ^-6 C

Заряд 2 (q2 ₎ = 60 μC = 60 x 10 ^-6 C

Заряд 3 (q) = 5 μC = 5 x 10 ^-6 C

Масофа байни q ₁ ва q = d

Масофа байни q ₂ ва q = 2d

d = 30 см = 0.3 метр

d ² = (0.3) ² = 0.09

Доимии Кулон (k) = 9 x 10 ⁹ Н м ² К ^-2

Мавзӯъ: Бузургӣ ва самти қувваи электрикӣ ба заряди электрикӣ таъсир мерасонад

Ҳал:

Ду қуввае, ки ба q таъсир мерасонанд, вуҷуд доранд, ки F1 _ба тарафи рост (q ва q1 _{мусбатанд} , бинобар ин F1 _аз q ва q1 дур аст ₎ ва F2 _ба тарафи чап (q ва q2 _{мусбатанд} , бинобар ин F2 _{аз q ва q2} дур аст ) ҷойгир шудаанд. Аввал F1 _ва F2 _ҳисоб карда шуданд.

Қувваи соф 7.5 Нютон аст. Самти қувваи соф = самти F₁, нуқтаи рост ба сӯи заряди q₂.

Майдони электрикӣ

5. Заряди нуқтаӣ q дар нуқтаи P дар майдони электрикии аз ҷониби заряд (+) ба вуҷуд омада ҷойгир аст, то ки он қувваи 0.05 Н-ро дар самти заряд эҳсос кунад. Агар бузургии майдони электрикӣ дар нуқтаи P 2 x 10 ^-2 NC ^-1 бошад , пас бузургӣ ва намуди заряде, ки майдони электрикиро ба вуҷуд меорад, чист?

Маълум:

Қувваи барқӣ (F) = 0.05 Н

Майдони электрикӣ (E) = 2 x 10 ^–2 NC ^–1 = 0.02 NC ^–1

Мавзӯи дилхоҳ: Бузургӣ ва намуди заряди электрикӣ

Ҳал:

Заряди барқӣ бо истифода аз формулае ҳисоб карда мешавад, ки робитаи байни қувваи барқӣ (F), майдони барқӣ (E) ва заряди барқӣ (q)-ро ифода мекунад:

F = q E

q = F / E = 0.05 N / 0.02 NC ^–1 = 2.5 Кулон

Заряди q қувваи электрикиро дар самти заряд (+) эҳсос мекунад, ки майдони электрикиро ба вуҷуд меорад, аз ин рӯ заряди q манфӣ аст.

6. Зарядҳои A ва B бо масофаи 4 метр аз ҳам ҷудо шудаанд. Нуқтаи C дар байни ҳарду заряд, дар масофаи 1 метр аз нуқтаи A ҷойгир аст. Агар Q _A = –300 мкКл, Q _B = 600 мкКл бошад. 1/4 π ε ₀ = 9 × 10 ⁹ Н м ² C– 2, пас бузургии майдони электрикӣ дар нуқтаи C, ки ҳарду заряд ба вуҷуд меоранд, чанд аст?

Маълум:

Масофаи байни зарядҳои A ва B (r _AB ) = 4 метр

Масофа байни нуқтаи C ва заряди A (r _AC ) = 1 метр

Масофа байни нуқтаи C ва заряди B (r _BC ) = 3 метр

Заряд A (q _A ) = –300 μC = -300 x 10 ^-6 C = -3 x 10 ^-4 Кулон

Заряди B (q _B ) = 600 μC = 600 x 10 ^-6 C = 6 x 10 ^-4 Кулон

Доимӣ (k) = 9 × 10 ⁹ Н м ² К ^–2

Мавзӯъ: Майдони электрикӣ дар нуқтаи C

Ҳал:

Майдони электрикии аз заряди А дар нуқтаи C ба вуҷуд омада:

Заряди А манфӣ аст, бинобар ин самти майдони электрикӣ ба заряди А ва аз заряди В дур (ба тарафи чап) аст.

Майдони электрикии аз заряди B дар нуқтаи C ба вуҷуд омада:

Заряди B мусбат аст, бинобар ин самти майдони электрикӣ аз заряди B дур аст ва ба заряди A (ба тарафи чап) ишора мекунад.

Натиҷаи майдони электрикӣ дар нуқтаи А:

E = E _A + E _B

E = (27 x 10 ⁵ ) + (6 x 10 ⁵ )

E = 33 x 10 ⁵ Н/С

Самти майдони электрикӣ ба заряди А ва аз заряди В дур (ба тарафи чап) ишора мекунад.

7. Чанг бо вазни 1 мг дар ҳаво шино мекунад. Агар заряди чанг 0.5 мкКл ва шитоб аз ҳисоби қувваи ҷозиба 10 м/с2 бошад, бузургии майдони электрикии чангро муайян кунед.

Маълум:

Массаи чанг (м) = 1 мг = 1 x 10 ^-6 кг

Заряди чанг (q) = 0.5 μC = 0.5 x 10 ^-6 C

Шитоб аз ҳисоби қувваи ҷозиба (g) = 10 м/ ^с2

Дархост: Майдони электрикӣ

Ҳал:

w = мг

w = вазни чанг, m = массаи чанг, g = шитоб аз ҳисоби ҷозиба

Қувваи ҷозиба ба чанг таъсир мерасонад:

w = мг = (1 x 10 ^-6 кг)(10 м/с² ⁾ = 10 x 10 ^-6 кг м/с² ⁼ 10 x 10 ^-6 Нютон

Муодилаи майдони электрикӣ:

E = F/q

E = майдони электрикӣ, F = қувваи электрикӣ, q = заряди электрикӣ

Дар муодилаи майдони электрикӣ F-ро бо w-ро дар муодилаи вазн иваз кунед:

E = F/q = w/q

E = (10 x 10 ^-6 N) / (0.5 x 10 ^-6 C)

E = 10 Н / 0,5 С

E = 20 Н/С

8. Ду заряди q ₁ = 32 μC ва q ₂ = -214 μC бо масофаи x аз ҳам ҷудо карда шудаанд, ки дар расми зер нишон дода шудааст. Дар нуқтаи P, ки дар масофаи 10 см аз q ₂ ҷойгир аст, майдони электрикӣ вуҷуд надорад . x-ро ёбед.

Маълум:

Заряд 1 (Q1 ₎ = 32 мкКл

Заряд 2 (Q2 ₎ = -214 мкКл

Масофаи нуқтаи P аз q ₁ = x + 10 см

Масофаи нуқтаи P аз q ₂ = 10 см

Дархост: x

Ҳал:

E1 = майдони электрикии ҳосилшуда аз заряди Q1 _. Самти майдони электрикӣ аз Q1 дур аст, _зеро Q1 _мусбат аст. _E2 = майдони электрикии ҳосилшуда аз ҷониби Q2 _. Самти майдони электрикӣ ба Q2 ишора мекунад, _{зеро Q2} манфӣ _аст.

_{Дар нуқтаи p, ки дар масофаи 10 см аз Q2} ҷойгир аст, қувваи холис вуҷуд надорад.

Формулаи квадратиро истифода баред:

9. Нуқтаи зарядноки q дар нуқтаи P дар майдони электрикии аз заряди (+) ба вуҷуд омада ҷойгир аст ва аз ин рӯ қувваи он 0.05 Н аст. Агар заряд +5 × l0 ^–6 Кулон бошад, пас бузургии майдони электрикӣ дар нуқтаи C чанд аст?

Маълум:

Қувваи барқӣ (F) = 0.05 Нютон

Заряди барқӣ (Q) = +5 × l0 ^–6 Кулон = 0.000005

Дархост: Майдони электрикӣ дар нуқтаи P

Ҳал:

E = F / Q

E = 0.05 Нютон / 0.000005 Кулон

E = 5 Нютон / 0.0005 Кулон

E = 10,000 Нютон/Кулон

E = 10 ⁴ N/C

E = 10 ⁴ NC ^-1

1. Электри статикӣ чист? ҷавоб: Барқи статикӣ ба ҷамъшавии заряди электрикӣ дар сатҳи ашё ишора мекунад. Онро "статикӣ" меноманд, зеро зарядҳо дар як минтақа боқӣ мемонанд, на ба монанди ҷараёни барқ.
2. Чӣ тавр барқи статикӣ ба вуҷуд меояд? ҷавоб: Нерӯи барқи статикӣ аксар вақт тавассути раванди пуркунии трибоэлектрикӣ ба вуҷуд меояд, ки дар он баъзе маводҳо ҳангоми тамос бо маводи дигар бо соиш пур мешаванд. Молидани пуфак ба мӯй ё роҳ рафтан дар болои қолин бо пойафзоли резинӣ метавонад боиси ҷамъшавии зарядҳои статикӣ гардад.
3. Чаро баъзан пас аз роҳ рафтан дар рӯи қолин, вақте ки шумо ба дастаки дар даст мерасонед, ба ҳайрат меоед? ҷавобРоҳ рафтан дар рӯи қолин, махсусан дар шароити хушк, метавонад боиси ҷамъшавии зарядҳои статикӣ дар бадани шумо гардад. Вақте ки шумо ба дастаки дар ё ноқили дигари барқ ​​ламс мекунед, зарядҳо метавонанд зуд холӣ шаванд, ки боиси зарбаи статикӣ мегардад.
4. Чӣ тавр намӣ ба нерӯи статикӣ таъсир мерасонад? ҷавобНамӣ ба кам шудани ҷамъшавии барқи статикӣ мусоидат мекунад. Молекулаҳои об дар ҳаво метавонанд ба пароканда шудани зарядҳои барқӣ мусоидат кунанд. Дар рӯзҳои хушктар, эҳтимолияти ҷамъшавии барқи статикӣ ва зарбаҳо зиёдтар аст.
5. Чаро баъзе маводҳо нисбат ба дигарон бештар ба пайдоиши заряди статикӣ майл доранд? ҷавобМаводҳо аз ҷиҳати қобилияти нигоҳ доштан ё интиқол додани электронҳо фарқ мекунанд. Баъзе маводҳо, ба монанди резина ё баъзе пластикҳо, нисбат ба дигарон электронҳоро ба осонӣ ба даст меоранд ё аз даст медиҳанд, ки ин онҳоро ба ҷамъшавии заряди статикӣ бештар моил мегардонад.
6. Принсипи кори электроскоп чист? ҷавобЭлектроскоп дастгоҳест, ки барои муайян кардани мавҷудияти заряди статикӣ истифода мешавад. Он одатан аз милаи металлӣ иборат аст, ки ба ду варақи тунуки фолгаи металлӣ пайваст карда шудааст. Вақте ки ашёи заряднок ба мила наздик карда мешавад, варақҳо аз сабаби тела додани зарядҳои монанд аз ҳам ҷудо мешаванд, ки ин аз мавҷудияти барқи статикӣ шаҳодат медиҳад.
7. Чӣ тавр заминкунӣ зарядҳои статикиро аз байн мебарад? ҷавобЗаминкунӣ роҳеро барои ҳаракати заряди зиёдатӣ ба Замин фароҳам меорад, ки захираи бузурги зарядҳо мебошад. Вақте ки объекти статикӣ заряднок ба замин пайваст карда мешавад, зарядҳои иловагӣ безарар карда мешаванд ва ҷамъшавии статикиро кам ё аз байн мебаранд.
8. Чаро шумо метавонед шарораҳоро дар силос ё ҳангоми пур кардани сӯзишворӣ ба ҳавопаймо бубинед ва чаро ин хатарнок аст? ҷавобҲаракат ё молиши ғалладона ба сатҳҳо метавонад барқи статикӣ ба вуҷуд орад ва ҳамин чиз ба ҷараёни сӯзишворӣ низ дахл дорад. Агар заряди статикӣ ҷамъ шавад, он метавонад ҳамчун шарора холӣ шавад. Дар муҳитҳое, ки газҳо, чанг ё моеъҳои зудсӯзанда доранд (масалан, дар анбори ғалладона ё ҳангоми пур кардани сӯзишворӣ дар ҳавопаймо), ин шарораҳо метавонанд маводи зудсӯзандаро оташ зананд ва боиси таркишҳо шаванд.
9. Спрейҳо ё маҳсулоти антистатикӣ чӣ гуна кор мекунанд? ҷавоб: Дорупошӣ ва маҳсулоти зиддистатикӣ одатан моддаҳоеро дар бар мегиранд, ки сатҳҳоро каме ноқил мегардонанд. Бо ин роҳ, онҳо аз ҷамъшавии зарядҳои статикӣ пешгирӣ мекунанд ё ба пароканда кардани ҳама гуна зарядҳое, ки ҷамъ мешаванд, мусоидат мекунанд.

10. Силсилаи трибоэлектрикӣ чист? Ҷавоб : Силсилаи трибоэлектрикӣ рӯйхатест, ки маводҳоро аз рӯи майли онҳо ба заряди мусбат ё манфӣ шудан ҳангоми молидан ба маводи дигар баҳо медиҳад. Маводҳое, ки дар болои рӯйхат ҷойгиранд, майл ба заряди мусбат доранд, дар ҳоле ки маводҳое, ки дар поён ҷойгиранд, майл ба заряди манфӣ доранд.