库仑定律
这些设备和现象是复杂的,但是他们来自同样的基本电磁定律。这些是最重要的之一库仑定律,它描述了电力带电物体之间。由18世纪法国物理学家制定Charles-Augustin德库仑,它是类似的来牛顿定律为引力力。引力和电力量降低对象之间的距离的平方,和两个部队行为以及它们之间的一条线。然而,在库仑定律,大小的标志电力是由电荷,而不是质量,一个对象。因此,决定了电磁影响运动的带电物体。(电荷是物质的基本属性。每一个组成的物质有电荷的值可以是积极的,消极的,或零。例如,电子是带负电荷的,原子核带正电。大多数散装物质等量的正面和负面的电荷,因此净电荷为零)。
根据库仑电场力对电荷静止具有以下属性:
(1)同种电荷相互排斥,异种电荷吸引。因此,两个负电荷相互排斥,而一个正电荷吸引一个负电荷。
(2)吸引或排斥行为以及两个电荷之间的界线。
(3)力的大小成反比两个电荷间的距离的平方。因此,如果两个电荷间的距离是翻了一倍,吸引或排斥变得弱,减少四分之一的原始值。如果这些指控近10倍,力的大小增加了100倍。
(4)力的大小成正比的价值。单位用于测量电荷库仑(C),如果有两个正电荷,0.2 0.1库仑和第二之一库仑,他们会互相排斥的力量取决于产品0.2×0.1。如果每个费用减少了一半,斥力将减少四分之一的原有的价值。
静电是一个实际的例子库仑力。在静电,衣服做的合成材料收集,特别是在干冬天空气中。一个塑料或橡胶梳子很快通过头发也会带电,将接片的纸。合成织物和梳子绝缘体;电荷在这些对象上不容易从物体的一部分转移到另一个。同样,一个办公室的复印机使用电力来吸引粒子的墨水在纸上。
的原则电荷守恒
库仑定律、电荷守恒是一项基本的原则自然定律。根据这一原则,负责一个孤立系统不能改变。如果额外的带正电的粒子出现在一个系统内,有负电荷的粒子的大小将被创建在同一时间;因此,的原则保护的维护。在自然界中,一双面对面时创建的高能带电粒子辐射与物质相互作用;一个电子和一个正电子在这一过程称为创建吗对生产。
最小的细分的电荷量粒子可以是负责的质子,+ 1.602×10所示−19库仑。的电子有一个电荷,大小相同,但方向相反的sign-i.e。−1.602×10−19库仑。一个普通的手电筒电池提供电流提供一个总电荷流约5000库仑,对应于超过1022前电子,疲惫不堪。
电流是衡量电荷的流动,因为,例如,电荷流过电线。电流的大小来衡量安培和象征我。一个安培当前的代表通过一个电荷库仑每秒,或620亿亿电子(6.2×1018电子)每秒。电流是积极的方向流动的正电荷;它的方向是相反的负电荷的流动。
电场和力量
力和守恒定律是电磁学的只有两个方面,然而。电力和磁力是由电磁场引起的。这个词场表示空间的属性,所以现场量的数值每一点空间。这些值也随时间。的值电或磁场是一个向量即:,数量有大小和方向。的值电场在空间中的一个点,例如,力相等,将对单位电荷在空间位置上。
每个充电对象建立电场在周围空间。第二个“感觉”这个领域的存在。第二项指控向初始电荷吸引或排斥,这取决于这些指控的迹象。当然,自第二次收费也有电场,第一感觉它的存在和吸引或排斥的第二项指控。
电荷的电场是电荷时远离电荷积极和对电荷是负的。电场的电荷静止所示在空间不同位置。箭头指向的方向电场,和长度的箭头表示箭头的中点的电场强度。
如果一个正电荷被放置在电场,感觉一个力的方向。一个负电荷会觉得一个力的方向相反的方向。
在计算中,它通常更方便直接处理电场与这些指控。通常,更多的了解比空间电荷的分布。例如,电荷的分布导体通常是未知的,因为电荷在导体内自由行动。在静态情况下,然而,导体的电场平衡有一个定值,零,因为任何力量在导体内部的电荷重新分配,直到消失。电场的单位牛顿每库仑或伏每米。
的电势是另一个有用的领域。它提供了一个替代的电场静电学问题。然而,可能更容易使用,因为它是一个数字,一个标量,而不是一个向量。潜在的差异之间的两个地方的措施费用影响的程度从一个地方移动到另一个地方。如果可能是相同的(即在两个地方。,如果有相同的地方电压),费用将不会影响从一个地方移动到另一个。潜在的对象或在空间上以伏特;它等于静电能源单位电荷会在那个位置。在一个典型的12伏汽车电池,电池终端由+符号标记是一个潜在的12伏特大于潜在的终端标明−迹象。线时,如汽车头灯的灯丝,+和−终端之间的连接电池,指控在灯丝电流和移动热丝,热灯丝辐射光。