Кулон заңы және электр өрісінің кернеулігі

Кулон заңы және электр өрісінің кернеулігі

Кіріспе

Электр заряды және оның өзара әрекеттесу заңдары физиканың маңызды бөлімдерінің бірі болып табылады. Электростатикада зарядталған денелердің арасындағы өзара әсерлесу Coulomb (Кулон) заңы арқылы сипатталады. Бұл заң электр өрісінің табиғатын түсінуге және электр өрісінің кернеулігін анықтауға негіз болады.

1. Кулон заңы

Кулон заңы – нүктелік зарядталған денелердің арасындағы электрлік күшті сипаттайтын негізгі заң. Бұл заң 1785 жылы француз ғалымы Шарль Огюстен де Кулонмен анықталған.

Кулон заңының тұжырымы:

Екі нүктелік зарядтың арасындағы өзара әрекеттесу күші олардың зарядтарының көбейтіндісіне тура пропорционал, ал олардың арақашықтығының квадратына кері пропорционал. Бұл күш вакуумда немесе біртекті ортада әрекет етеді және зарядтардың түзу сызық бойында орналасқан бағытымен бағытталады.

Кулон заңының математикалық өрнегі:

F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}

– зарядтар арасындағы күш (Ньютон),

және – өзара әрекеттесуші зарядтар (Кулон),

– зарядтар арасындағы қашықтық (метр),

– пропорционалдық тұрақты (вакуумдағы ).

Егер зарядтар біртекті ортада орналасса, онда мәні сол ортаның диэлектрлік тұрақтысына байланысты өзгереді.

2. Электр өрісі

Зарядталған дене өз айналасында электр өрісін тудырады. Бұл өріс басқа зарядталған денелерге әсер ететін күш арқылы анықталады. Электр өрісі – кеңістіктің зарядтардың әсерінен өзгерген күйі.

Электр өрісінің кернеулігі (E)

Электр өрісінің кернеулігі – берілген нүктеде бірлік оң зарядқа әсер ететін күш. Бұл векторлық шама өрістің бағыты мен күшін сипаттайды.

Электр өрісінің кернеулігінің формуласы:

E = \frac{F}{q}

– электр өрісінің кернеулігі (Н/Кл немесе В/м),

– зарядқа әсер ететін