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정전기 문제 및 솔루션


정전기는 요금에 대한 연구입니다. 요금에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 양전하이고 두 번째는 음전하입니다. 정전기에서는 전하, 전기장, 정전기 힘 등에 대해 알게됩니다.

정전기는 정적 전하에 대한 자세한 정보를 제공하는 물리학의 일부입니다.

전기장은 단위 전하에 의해 가해지는 힘입니다. 힘 (F)과 전기 힘 (e)의 관계는

에 의해 주어집니다.

전기장 장치는 Newton/Coulomb (N/C)입니다.

전하는 전자기장으로 인해 힘이 경험되는 물질의 물리적 특성입니다. 

전자는 음으로 하전되고 양성자는 양으로 하전됩니다. 둘 다 문제의 단위입니다.

전기 플럭스는 가상의 개념입니다. 이 개념에 따르면, 양전하는 전기 플럭스를 방출하고 음전하는 전기 플럭스를받습니다.

가우스의 정리

Gauss의 정리는 전기 플럭스를 계산하는 가장 중요한 정리 중 하나입니다.

폐쇄 표면을 통한 총 플럭스는 표면으로 둘러싸인 전하량의 1/ε 시간과 같습니다.

가우스 법칙의 수학적 형태는

입니다

여기서,

φ =전기 플럭스

q =표면으로 둘러싸인 총 전하

ε =배지의 유출

유출 단위는입니다

전하로 인한 입자들 사이의 매력적이고 반발력은 정전기력으로 알려져 있습니다.

쿨롱의 법칙

두 요금 사이의 매력은 요금의 산물에 직접 비례하며 충전 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다.

여기서,

이것은 쿨롱의 상수라고도합니다. Coulomb 's Constant의 S.I 단위는 IS입니다

f =force

q =Charge

r =전하 사이의 거리

충전 밀도

3 가지 유형의 전하 밀도는

입니다
  1. 선형 전하 밀도 :길이를 따르는 전하 분포는 선형 전하 밀도라고합니다.

  2. 표면 전하 밀도 :표면을 따르는 전하 분포는 표면 전하 밀도라고합니다.

  3. 볼륨 전하 밀도 :볼륨을 따르는 전하 분포는 볼륨 전하 밀도라고합니다.

정전기 문제 및 솔루션

질문 1 :두 개의 동일한 크기 전하가 그들 사이에 19 n 힘 을가집니다. 그들은 8cm 떨어져 유지되었습니다. 요금의 크기를 찾으십시오.

솔루션 :

주어진 데이터는

입니다

힘, f =19 n

거리, r =8 cm =0.08 m

요금의 크기를 q

로 둡니다 Coulomb의 법칙을 적용하여

q =3.67x 10-6c

두 전하의 크기는 각각 3.67 x 10-6 c입니다.

질문 2 :충전이있을 때 전기장의 크기를 찾으십시오. . 힘장의 크기는 6.2 n입니다.

솔루션 :

주어진 데이터는

입니다

전하의 크기,

힘장의 크기, f =6.2 n

힘 (f)과 전기장 (e)의 관계를 사용하여

를 얻습니다.

그래서 전기장의 크기는입니다 .problem 3 :유사한 요금에 대한 중립 지점을 어디에서 찾을 수 있습니까?

솔루션 :

충전이 동일한 크기가 있고 충전 유형이 비슷한 경우 널 지점이 중심에 있습니다. 두 충전의 전기 플럭스는 방향이 반대됩니다.

문제 4 :동일한 반경의 중공 구와 단단한 구가 있습니다. 어떤 요금이 더 포함되어 있습니까?

솔루션 :

중공 구 및 고체 구의 반경이 동일합니다. 따라서 중공 구 및 고체 구의 표면적은 동일합니다. 충전은 표면에 남아 있습니다. 따라서 중공 구와 단단한 구체는 동일한 양의 전하를 갖습니다.

문제 5 :하전 된 큐브에서 최대 표면 전하 밀도가있는 정점은?

솔루션 :

큐브에는 6 개의 표면과 8 개의 정점이 있습니다. 큐브는 균일 한 그림입니다. 따라서 8 개의 정점은 모두 같은 양의 요금이 있습니다. 특정 정점은 충전 된 큐브에서 최대 표면 전하 밀도를 갖지 않습니다.

문제 6 :전하 밀도가 표면 또는 물체의 모서리에서 최대인가?

솔루션 :

물체의 모서리에서 전하 밀도는 최대입니다. 표면에서는 전하가 표면에 분포됩니다. 날카로운 또는 뾰족한 모서리에서 충전 밀도는 최대입니다.

결론

정전기 문제는 전기 플럭스, 전하, 전기 힘 필드, 전기장, 전위 등을 기반으로합니다. 전기 플럭스는 가상의 개념이며, 전기 힘은 다른 전하와 동일한 하전 입자 사이의 반발력 사이의 인력의 힘입니다. 전위는 두 충전 사이의 전위차 일뿐입니다. 두 지점의 전위차는 전하의 흐름에 도움이됩니다. 잠재적 차이로 인해 전하는 높은 잠재력에서 낮은 잠재력으로 흐릅니다.



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