Coulomb의 법칙은 정전기력이라고도하는 두 개의 정지 전기 전하 입자 사이에 존재하는 힘을 설명합니다.
Coulomb의 법칙은 두 개의 청구 된 Bodie의 센터를 연결하는 선을 따라 행동합니다. 법은 Coulomb의 역 제곱 법으로도 알려져 있습니다. 왜냐하면 두 명의 충전 된 개체 사이의 힘과 거리 사이의 역 제곱 관계를 설명하기 때문입니다. Coulomb의 법칙은 그 관계가 두 개의 큰 질량 사이에서 작용하는 중력과 매우 유사하기 때문에 Newton의 보편적 인 중력 법칙과 전기적으로 동등한 것으로 간주됩니다.
.Coulomb의 법칙은 무엇입니까?
Coulomb의 법칙에 따르면, 두 개의 충전 된 물체 사이의 에너지는 각각의 충전에 비례하고 분리 거리에 반비례합니다. 이것은 수학적으로 다음과 같이 표현 될 수 있습니다.
f =k *q1 *q2/d2
객체 1은 Q1 (Coulombs)으로 충전되고, 객체 2는 Q2로 충전되며, D는 두 객체 (미터) 사이의 거리입니다. 문자 k는 쿨롱의 법률 상수 k를 나타냅니다.
k의 값은 하전 된 물체가 침지되는 매체에 따라 다릅니다. 공기의 경우 값은 약 9.0 x 109 N /M2 /C2입니다. 방정식에서 K는 쿨롱으로 대체되어 거리와 전하의 단위를 제거합니다. 이것은 Newtons를 힘의 단위로 남겨 둡니다
Coulomb 's Law의 중요한 측면
- Coulomb의 법칙에 따라 정전기력은 두 지점 전하의 크기에 직접 비례하며 그들 사이의 거리의 제곱근에 반비례합니다.
- Si 장치는 k =1/4₀이고 그 값은 9 × 109 n m2/c2입니다. ∈0은 여유 공간 또는 진공의 유전율을 나타내고 ∈0의 값은 8.85 × 10-12 C2N-1M-2입니다.
- 충전 Q1은 항상 두 충전을 연결하는 라인을 따라 충전 Q2에 힘 을가합니다. R12는 전하 Q1에서 Q2를 가리키는 단위 벡터입니다. 그리고 Q2에 의해 행해진 Q1의 힘은 - R12.
- SI 단위에서, 진공 상태에서 Coulomb의 법칙은 F21 =1/4₀.q1.q2/r2 r21 형식을 취합니다. 중간 유전율 ∈에서 두 포인트 전하 사이의 힘은 f21 =1/4. q1.q2/r2 r21입니다. .
주어진 매체에 대한 상대 유전율은 ∈R =/₀입니다. 진공 또는 공기 ∈R =1, 그리고 다른 모든 미디어 ∈R> 1의 경우.
- 진공 이외의 매체의 두 지점 전하의 힘은 ∈> ∈0. 이후 진공의 힘보다 항상 적습니다.
- 하나의 쿨롱의 두 전하가 1m 거리로 분리되면, 그들 사이의 정전기력은 다음과 같이 계산됩니다.
| F | =9 × 109 × 1 × 1 /12 =9 × 109n
- 이것은 100 만 톤의 무게와 거의 같은 대량입니다. 우리는 실제로 1 쿨롱 전하를 발견하지 못합니다. 매일 전하는 마이크로 쿨롱 또는 나노 쿨롱으로 측정 할 수 있습니다.
- 뉴턴의 중력 법칙은 쿨롱의 법칙과 같은 구조를 가지고 있습니다. 둘은 입자 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다. 전하의 두 지점은 크기에 직접 비례하는 정전기력을 생성하고, 두 가지 질량은 크기에 직접 비례하는 중력을 생성합니다. 그러나이 법률은 몇 가지 중요한 방식으로 다릅니다.
- 두 덩어리 사이의 중력은 항상 매력적이며, 충전이 어떻게 배열되는지에 따라 두 충전 사이의 쿨롱 힘은 매력적이거나 회전 할 수 있습니다.
- 중력 상수 g =6.67 × 10-11 nm2kg-2의 값. 쿨롱 법에서 상수 k의 값은 k =9 × 109 nm2c-2입니다. K는 G보다 훨씬 크기 때문에 정전기력은 작은 크기 물체의 중력보다 항상 크기가 크다.
- 두 대의 질량은 그들이 위치한 매체에 관계없이 중력에 의해 끌립니다. 각 질량의 1kg이 공기 또는 물에 보관되면 두 질량 사이의 중력력은 동일하게 유지됩니다. 실제로, 두 전하 사이의 정전기력은 그들이 휴식을 취하는 매체에 달려 있습니다.
- 전하 Q1은 포인트 충전 Q2에 의해 가해집니다.
F12 → =1/4₀.q1.q2/r2 r12
R21 =R2 - R1
이후F12 → =1/4₀.q1.q2/r2 (-r21;)
=- 1/4₀.q1.q2/r2 r21
f12 =- f21
결과적으로 정전기력은 뉴턴의 세 번째 법칙에 순종합니다.
- 쿨롱 힘을 표현할 수있는 포인트 요금의 경우에만 해당됩니다. 그러나 포인트 요금은 이상적입니다. 그럼에도 불구하고 Coulomb의 법칙은 크기가 그 사이의 거리보다 훨씬 작은 두 개의 충전 된 물체에 적용될 수 있습니다. 첫 번째 쿨롱 법은 비틀림 균형의 하전 된 구체를 포인트 요금으로보고있는 결과로 발견되었습니다. 충전 된 구체는 반경보다 훨씬 큰 거리로 분리됩니다.
결론
전기 힘은 쿨롱 법의 제곱에 반비례합니다. 또한이 법은 일반적인 경우 가우스의 법칙을 정확하게 파생하는 데 사용됩니다. Coulomb의 법률에 따라 휴식 중 혐의는 다음과 같은 속성을 가해줍니다. 요금이 서로를 격퇴하고 요금이 서로 유치하는 것과는 달리. 쿨롱의 법칙의 벡터 형태는 충전으로 인한 전기장의 방향을 제공합니다. 두 가지 음전하가 서로 반발하는 반면, 양전하는 음전하를 유치합니다. 물리학에서 혐의는 매력에 따라 행동합니다.
