7008824175

m
rl KAPITAŁ LUDZKI	W	UNIA EUROPEJSKA EUROPEJSKI
IJ NARODOWA STRATć(JA SPÓlNOiCI

8. Elektryczność

Ładunek elektryczny

Wszystkie substancje zbudowane są z atomów. Atomy składają się z jąder, których składnikami są naładowane dodatnio protony i elektrycznie obojętne neutrony, oraz z elektronów o ładunku ujemnym. Wartość bezwzględna każdego ładunku jest całkowitą wielokrotnością bezwzględnej wartości elektronu: q= n e,

gdzie n = 1,2,3..., a ejest w przybliżeniu równe 1,6 * 10'^I9C.

Jeden kulomb (1 C) jest jednostką ładunku w układzie SI i jest wiele razy większy od ładunku elementarnego: 1 C = 6,25 *10¹⁸ e.

Prawo Coulomba

Wartość siły wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych lub równomiernie naelektryzowanych kulek jest wprost proporcjonalna do iloczynu wartości ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami:

F=k2i.

gdzie k - stała charakteryzująca ośrodek, q, Q - bezwzględne wartości ładunków obu kulek, r - odległość między środkami ładunków.

Jeżeli oddziaływanie ładunków zachodzi w próżni i ładunek wyrazimy w kulombach, odległość w metrach, a siłę w niutonach, to k=k₀ = 9*10⁹ Nm²/C².

Współczynnik k wyraża się często przez stałą epsilon zwaną przenikalnością danego ośrodka:

k = —.

Ans

Natężenie pola elektrostatycznego

Polem elektrostatycznym nazywamy własność przestrzeni polegającą na tym, że na umieszczone w tej przestrzeni ciała naelektryzowane działa siła elektryczna.

Jeżeli w pobliżu naładowanej ujemnie kulki umieścimy ładunek dodatni q (ładunek próbny), wtedy mówimy, że kulka wytwarza w otaczającej przestrzeni pole elektrostatyczne, w którym na ładunek q działa siła. Z prawa Coulomba wynika, że wraz ze wzrostem odległości ładunku q od środka kulki wartość siły maleje.

Pole elektrostatyczne wytwarzane przez spoczywające ładunki punktowe i naładowane jednorodnie ciała kuliste nazywamy polem centralnym. Wielkość która informuje nas jak silne jest pole elektrostatyczne w danym punkcie, to natężenie pola E.

Natężeniem pola elektrostatycznego w danym punkcie nazywamy stosunek siły działającej na umieszczony w tym punkcie próbny ładunek do tego ładunku:

q

Własności elektryczne materiałów

W większości ciał liczba ładunków dodatnich jest równa ujemnych, gdyż w każdym z atomów liczba elektronów jest taka, że ich sumaryczny ładunek ujemny jest równy dodatniemu ładunkowi jądra. O takich ciałach mówimy, że są nienaelektryzowane. Ze względu na możliwość przewodzenia prądu elektrycznego ciała możemy uszeregować od przewodników z jednej strony do izolatorów z drugiej.

W przewodniku część elektronów odłącza się od swoich macierzystych atomów. Uwolnione elektrony tworzą tak zwany gaz elektronowy wypełniając przestrzeń między dodatnimi jonami. Obecność tych elektronów decyduje o przewodzeniu prądu elektrycznego. Typowymi przewodnikami są metale.

17