진공 청소기의 쿨롱의 법칙
진공 상태에서 두 지점 전하 사이의 Coulomb의 힘에 대한 기본 관계는 다음과 같습니다.
* f =k * (q1 * Q2) / r²
어디:
* f 힘 (Newtons, N)
* k Coulomb의 상수입니다 (약 8.98755 × 10⁹ N⋅m²/c²)
* Q1 및 Q2 두 전하의 크기입니다 (Coulombs, C)
* r 요금 사이의 거리는 (미터, m)
유전체 재료의 영향
다른 유전체 재료 (절연체)에 전하를 배치하면 분극 라는 현상으로 인해 그들 사이의 힘이 변합니다. . 작동 방식은 다음과 같습니다.
1. 편광 : 전하에 의해 생성 된 전기장은 유전체 재료의 분자가 정렬되게한다. 이 정렬은 재료 내에 반대되는 전기장을 생성합니다.
2. 감소 된 힘 : 편광 유전체의 반대 전기장은 부분적으로 전하에서 원래 전기장을 취소합니다. 이로 인해 충전 사이의 힘이 줄어 듭니다.
유전 상수 (κ)
유전체 재료가 전하 사이의 힘을 감소시키는 정도는 유전 상수 (κ) 에 의해 정량화된다. . 유전체 상수가 높을수록 힘이 더 크게 줄어 듭니다.
* κ =1 진공 청소기
* κ> 1 다른 모든 재료의 경우 (예 :물은 약 80의 κ 를가집니다)
유전체 재료에 대한 쿨롱의 법칙 수정
유전체 재료를 설명하기 위해 Coulomb의 법칙을 수정합니다.
* f =(k / κ) * (Q1 * Q2) / r²
예
진공 상태에서 거리 r로 분리 된 Q1과 Q2의 두 가지 요금이 있다고 상상해보십시오. 이제 유전체 상수가 κ =4의 재료에 배치합니다. 그들 사이의 힘은 원래 값의 4 분의 1로 줄어 듭니다.
중요한 메모
* 다른 유전 상수 : 전하가 다른 유전 상수가 다른 재료에있는 경우, 하전 사이의 유효 유전 상수를 고려해야합니다.
* 더 복잡한 상황 : 보다 복잡한 시나리오 (다른 모양의 재료 등의 충전)를 위해서는 재료 내 전기장 분포를 해결하는 것과 같은 고급 기술을 사용해야 할 수도 있습니다.
보다 구체적인 예를 원하거나 추가 질문이 있으면 알려주십시오!
