Wusstest du? Das Bürsten Ihrer Schuhe erleichtert es ihnen, Staub zu bekommen, mit anderen Worten, sie ziehen Staub an. Dies ist alles auf elektrostatische Kräfte zurückzuführen. Lassen Sie uns eintauchen und mehr herausfinden.
LERNZIELE
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Elektrostatik bezieht sich auf einen Zweig der Physik, der für die Untersuchung elektrischer Ladungen in Ruhe verantwortlich ist. Aus der Zeit der klassischen Physik ist bekannt, dass Materialien wie Bernstein nach dem Reiben leichte Partikel anziehen. Elektrostatische Phänomene entstehen durch die Kräfte, die elektrische Ladungen aufeinander ausüben. Diese Kräfte können durch das Coulombsche Gesetz beschrieben werden . Obwohl elektrostatisch induzierte Kräfte schwach zu sein scheinen, sind einige elektrostatische Kräfte wie die zwischen einem Proton und einem Elektron, die zusammen ein Wasserstoffatom erzeugen, ungefähr 36 Größenordnungen stärker als die zwischen ihnen wirkende Gravitationskraft.
Beispiele für elektrostatische Phänomene sind sehr viele. Einige sind sehr einfach, wie die Anziehungskraft einer Plastikfolie auf die Hand nach dem Entfernen aus einer Verpackung. Andere sind spontaner, wie die Explosion von Getreidesilos, der Betrieb von Fotokopierern und Laserdruckern sowie die Beschädigung elektronischer Komponenten während der Herstellung. Bei der Elektrostatik geht es um den Aufbau von Ladungen auf der Oberfläche von Objekten infolge des Kontakts mit anderen Oberflächen. Obwohl der Ladungsaustausch immer dann stattfindet, wenn zwei Oberflächen in Kontakt kommen und sich trennen, werden die Auswirkungen des Ladungsaustauschs normalerweise nur bemerkt, wenn mindestens eine der Oberflächen einen hohen Widerstand gegen den Stromfluss aufweist. Der Grund dafür ist, dass die Ladungen, die übertragen werden, dort so lange eingeschlossen sind, dass ihre Auswirkungen beobachtet werden können. Diese Ladungen bleiben dann auf dem Objekt, bis sie durch eine Entladung schnell neutralisiert werden oder auf den Boden abbluten. Zum Beispiel ist das beliebte Phänomen eines statischen Schocks ein Ergebnis der Neutralisierung der im Körper aufgebauten Ladung durch den Kontakt mit isolierten Oberflächen.
COULOMB-GESETZ
Dieses Gesetz besagt: "Die Größe der elektrostatischen Abstoßungs- oder Anziehungskraft zwischen zwei Punktladungen ist direkt proportional zum Produkt der Ladungsgrößen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen."
Die Kraft ist entlang der geraden Linie, die sie verbindet. In Fällen, in denen die beiden Ladungen das gleiche Vorzeichen haben, ist die elektrostatische Kraft zwischen ihnen abstoßend. In Fällen, in denen sie unterschiedliche Vorzeichen haben, ist die Kraft zwischen ihnen attraktiv.
ELEKTRISCHES FELD
Das elektrische Feld in Einheiten von Newton pro Coulomb oder Volt pro Meter bezieht sich auf ein Vektorfeld, das überall definiert werden kann, außer am Ort der Punktladungen (dies ist der Punkt, an dem es ins Unendliche divergiert). Es ist definiert als die elektrostatische Kraft in Newton auf eine kleine Testladung am Punkt aufgrund des Coulombschen Gesetzes, geteilt durch die Größe der Ladung in Coulomb.
Elektrische Feldlinien sind wichtig und werden zur Visualisierung des elektrischen Feldes verwendet. Diese Leitungen beginnen mit einer positiven Ladung und enden mit einer negativen Ladung. Sie sind auch an jedem Punkt parallel zur Richtung des elektrischen Feldes, und die Dichte dieser Feldlinien ist ein Maß für die Stärke des elektrischen Feldes an einem bestimmten Punkt.
