Prawo Coulomba

Na podstawie doświadczeń fizycznych wiadomo, że ładunki jednoimienne (o takim samym znaku) odpychają się, a różnoimienne (o różnych znakach) przyciągają się. Siła z jaką działają na siebie ładunki elektryczne jest określona za pomocą prawa Coulomba:

Dwa punktowe ładunki elektryczne q₁ i q₂ znajdujące się od siebie w odległości r oddziałują na siebie siłą, której wartość jest wprost proporcjonalna do iloczynu tych ładunków, a odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi:

gdzie:

• F - siła Coulomba,
• q₁,q₂ - ładunki elektryczne,
• r - odległość między ładunkami,
• ε - przenikalność elektryczna, stała dielektryczna ośrodka (stała fizyczna zależna od ośrodka, w jakim znajdują się ładunki elektryczne).

Jednostką ładunku elektrycznego w układzie SI jest 1 kulomb i oznaczamy go symbolem 1C.

Jeden kulomb jest to ładunek elektryczny przenoszony przez prąd o natężeniu 1 ampera w czasie 1 sekundy.

W fizyce wprowadza się także pojęcie ładunku elementarnego. Ładunki elektronu i protonu co do wartości bezwzględnej są sobie równe. Ładunek o takiej właśnie wartości to ładunek elementarny. Oznaczamy go literą e.

Ładunek elektryczny dowolnego ciała fizycznego jest wielokrotnością ładunku elementarnego e ze znakiem plus, gdy jest naładowany dodatnio lub ze znakiem minus, gdy jest naładowany ujemnie.

Przenikalność elektryczna

Stała ε we wzorze na prawo Coulomba to stała fizyczna. W próżni wartość tego współczynnika (dla próżni oznacza się ją przez ε₀) jest następująca:

Warto dla celów praktycznych zapisać, że:

Przenikalność elektryczną można wyrazić jako iloczyn przenikalności elektrycznej próżni i względnej przenikalności elektrycznej ośrodka.

Współczynnik ten dla różnych ośrodków jest zawsze większy od jedności, co oznacza, że ośrodki materialne osłabiają siłę działającą między ładunkami elektrycznymi.

Wartości względnych przenikalności elektrycznych dla wybranych ośrodków przedstawia poniższa tablica.

Inne zagadnienia z tej lekcji

© medianauka.pl, 2019-11-23, A-3711