静電気は、媒体やその他の電荷に一定量の定常的な電荷が存在することの影響に関連しています。電荷は各材料の特性であり、正、負、または中性のいずれかになります。静電気の原理によれば、2 つ以上の物体が同じ電荷符号を持っている場合、それらは互いに反発し、反対の符号を持っている場合、それらは互いに引き付け合います。
電荷、つまり電気の独占が存在するというだけで、すでに電場と電位の存在が暗示されています。 2 番目の電荷が最初の電荷の影響を受けてその変位が生じる場合、これは電気力と電気位置エネルギーの存在を意味します。物体が他の物体から隔離されている場合、その電荷は変化しませんが、別の物体と何らかの相互作用が発生すると、たとえそれが近似的なものであっても、その電荷は変化する可能性があります。
静電気についてのまとめ
静電気学は、媒体内に静止した電荷や他の電荷が存在することによって引き起こされる影響を研究します。
物体の電荷は、プラス、マイナス、または中性のいずれかになります。
これらは、電荷に加えて静電気の特性です: 帯電、電位、電気力、電位エネルギー、および電場。
物体の電荷が変化するプロセスが帯電です。
同じ符号の電荷を持つ物体は互いに反発し、反対の符号を持つ物体は互いに引き付け合います。
電荷が媒体のみに影響を与える場合、電場または電位が存在します。
電荷が他の電荷と干渉すると、電気力または電気的な位置エネルギーが発生します。
静電気には、引力と反発の原理、電荷保存の原理、帯電の原理という 3 つの原理があります。
静電気学は電気力学とは異なります。電気力学では分析される電荷が移動しているためです。
静電気とは何ですか?
静電気学はの分野であり、その研究の目的は、媒体またはそれに近い他の電荷の速度ゼロの電荷の存在の結果です。
一般に、影響を受ける電荷はプルーフ電荷または二次電荷とも呼ばれ、主電荷の存在によって動き始めます。これは、それらの電荷のモジュールが主電荷のモジュールよりも低く、引き付けられる可能性があるためです（主電荷と二次電荷）反対の符号を持つ二次電荷）または反発する（同じ符号を持つ主電荷と二次電荷）。
静電気の性質は何ですか?
静電気には 6 つの性質があります。それらはすべて、静止中の電荷の存在とその周囲でのその動作に関連しています。
→ 電荷
電荷は物質の基本的な特性であり、特定の物体が過剰に持つ陽子(正の素電荷を持つ素粒子) または電子 (負の素電荷を持つ素粒子) の量によって決まります。
同じ符号の電荷が互いに打ち消し合うため過剰であると言われており、身体の電荷は過剰な成分によって測定されます。陽子と電子の素電荷の係数は 1.6 · 10 -19 C です。陽子と電子の数が等しい場合、物体は中性であると見なされます。測定単位はクーロン (C) です。
→ 帯電
帯電とは物体の電荷が変化する過程であり、摩擦帯電、接触帯電、誘導帯電の3種類があります。
→ 電位
電位とは、帯電した物体が、同様に帯電した他の物体を引き付けたり反発したりする能力です。測定単位はボルト (V) です。
→ 電気力
クーロンの法則としても知られる電気力は、 2 つ以上の帯電した物体間の引力または反発力です。この力は物体の電荷に正比例し、物体の間の距離の二乗に反比例します。それは力であるため、その測定単位はニュートン (N) です。
→ 電気的位置エネルギー
電位エネルギーは、主電荷がテスト電荷を点 A から点 B に移動させる能力に関連するエネルギーです。これはエネルギーの一種であるため、その測定単位はジュール (J ) です。
→ 電場
電場は、電荷の存在によって影響を受ける領域です。テスト電荷がこの領域に挿入されると、電場と電気力は同じ方向を持ち、その方向は生成され、電場によって作用される電荷の符号によって異なります。このベクトル量には、ニュートン/クーロン (N/C) とボルト/メートル (V/m) という 2 つの測定単位があります。
静電気の公式
静電気に関連する式は、次の表のそれぞれの特性に関連付けられています。
|
静電気の性質 |
方程式 |
|
電荷 |
Q = ネ |
|
電気力 |
\(F=\frac{k\cdot Q\cdot q}{d^2}\) |
|
電界 |
\(E=\frac{k\cdot Q}{d^2}\)または\(E=\frac{F}{q}\) |
|
電位 |
\(V=\frac{k\cdot Q}{d}\) |
|
電位エネルギー |
\(E_p=\frac{k\cdot Q\cdot q}{d}\ \ ou\ \ E_p=V\cdot q\) |
上の表では、次のことを考慮する必要があります。
Q→電荷(C)。
n → 体内の過剰な陽子または電子の数。
そして→ 1.6・10 -19 Cの素電荷。
q → 耐力または二次荷重 (C)。
d → 距離 — 2 つの電荷間の距離 (電気力または電位エネルギーの場合)、または主電荷と電場または電位が分析される点の間の距離 (m) になります。
F→電気力(N)。
k → 媒体の静電定数 — 真空の場合、9・10 9 N・m²/C² の値が使用されます。
E → 電場 (N/C または V/m)。
V→電位(V)。
Ep → 電気的な位置エネルギー (J)。
静電気の原理
静電気の 3 つの原則は、物体の電荷に関連しています。
引力と反発の原理:帯電した物体が同じ符号の電荷を持っている場合、それらは互いに反発します。あなたの電荷が異なる兆候を持っている場合、それらは互いに引き付けられます。
電荷保存の原理:物体またはシステムが電気的に絶縁されている場合、その総電荷は一定、つまり変化しません。
帯電の原理:帯電によって 2 つ以上の物体の電荷を変化させることができます。次の 3 つのタイプがあります。
摩擦: 2 つの中性絶縁体をこすり合わせることで構成されます。その結果、コンポーネントは同じ量の電荷を持ちますが、符号は反対になります。
接触: 2 つ以上の導電体を互いに接触させることで構成されます。そのうちの少なくとも 1 つは帯電する必要があり、その結果、コンポーネントは同じ電荷量と同じ信号を持ちます。
誘導:このプロセスでは、帯電した導電性材料の本体を、同じく導電性材料で作られた第 2 の本体によって (非接触で) 近づける必要があり、第 2 の本体で電荷分離が発生します。
静電気学と電気力学の違い
静電気学では、静止している電荷の影響を研究します。一方、電気力学では、電流、電気抵抗、電力など、運動中の電荷の影響を研究します。