Στατικός Ηλεκτρισμός (έννοιες-τύποι-παραδείγματα ) Μήτρου Ιωάννης, Φυσικός

Νόμος Coulomb Ακολουθεί τον γενικό νόμο του αντίστροφου τετραγώνου (Όπως και η γνωστή μας βαρύτητα) Είναι η αλληλεπίδραση 2 ηλ. φορτίων, δηλαδή η δύναμη που ασκεί το ένα στο άλλο. Έχουμε 2 είδη ηλ. δύναμης: 1. Ελκτική (α), 2. Απωστική (β)

Νόμος Coulomb

Λύση:

Ηλεκτρικό πεδίο Υποψιαζόμασταν ότι κάτι ΄΄έτρεχε΄΄ στο χώρο για να εμφανίζεται μια τέτοια αλληλεπίδραση (v. Coulomb). Άλλωστε όταν θα μου εμφανιστεί μία δύναμη όπως η ηλεκτρική τότε ΄΄κάτι΄΄ δημιουργεί στο χώρο αυτό που λέμε πεδίο. Αυτό το ΄΄κάτι΄΄ είναι το ηλ. φορτίο. Κάθε ηλ. φορτίο δημιουργεί στο χώρο ένα ηλ. πεδίο. Το αντιλαμβανόμαστε όταν τοποθετηθεί σε αυτό ένα άλλο (δεύτερο) ηλεκτρικό φορτίο. Τότε θα αλληλεπιδράσουν. Συμβατικά το πρώτο το ονομάζω φορτίο-πηγή… το δεύτερο το ονομάζω φορτίο-δοκιμαστικό ή υπόθεμα…

Ηλεκτρικό πεδίο Όπως κατανοούμε εύκολα οι δυναμικές γραμμές ενός ηλ. πεδίου δηλώνουν και την ισχύ του. Ισχύς: Πόσο ισχυρό είναι και άρα πώς θα επηρεάσει το χώρο γύρω του. Πράγματι! Πολλές δυναμικές γραμμές; Ναι! Ισχυρό πεδίο! Στις γραμμές αυτές υπάρχει ένα διάνυσμα που ακολουθεί τη φορά τους (από τα θετικά στα αρνητικά) Αυτό το διάνυσμα είναι η ένταση του ηλ. πεδίου που θα δούμε πιο κάτω… Ένταση: Το λέει και η λέξη! Ένταση: Πόσο θυμωμένο είναι το πεδίο! Έχουμε 2 είδη ηλεκτρικών πεδίων: 1. Του αρνητικού φορτίου 2. Του θετικού φορτίου Και τα δυο είδη έχουν την ίδια ακτινωτή μορφή:

Ένταση ηλεκτρικού πεδίου Χρειάζομαι ένα μέγεθος που να μετράει την ισχύ του πεδίου μου. Να έχει μέτρο που να προκύπτει από έναν νόμο και να έχει φορά-διεύθυνση γνωστή και σε σχέση με το φορτίο-πηγή. Άρα ανεξάρτητο του δοκιμαστικού φορτίου Ιδού το επιθυμητό διανυσματικό μέγεθος! Η ένταση (το μέτρο της) του ηλεκτρικού πεδίου είναι το πηλίκο της ηλεκτρικής δύναμης μεταξύ 2 ηλεκτρικών φορτίων προς το φορτίο που φέρνω στο πεδίο του φορτίου-πηγή: Θυμηθείτε! Το δεύτερο φορτίο!

Ένταση ηλεκτρικού πεδίου Μονάδα μέτρησης:

Ένταση ηλ. πεδίου

Λύση του παραδείγματος

Ισορροπία φορτίου ανάμεσα ή εκτός της γραμμής που ενώνει δύο ηλ. φορτία ή Σημείο μηδενισμού της έντασης

…συνεχίζουμε

Ο. Η. Π. Προσοχή!!! Σε κάθε σημείο του η ένταση είναι σταθερή (ανεξάρτητη της απόστασης )

Παράδειγμα Ο. Η. Π.

Δυναμικό-Δυναμική Ενέργεια Διαφορά Δυναμικού Είχαμε πει όταν υπάρχει πεδίο υπάρχει ενέργεια (δυναμική!) Το δυναμικό προκύπτει από την δυναμική ενέργεια. Το δυναμικό είναι το πηλίκο του έργου για τη μεταφορά ενός φορτίου (δοκιμαστικού) από μία θέση του πεδίου στο άπειρο (δηλαδή εκτός πεδίου). Η δυναμική ενέργεια μεταξύ 2 φορτίων που απέχουν απόσταση r.

Διαφορά Δυναμικού μεταξύ τομέων Α και Β του πεδίου

Λύση παραδείγματος