ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ – ΝΟΜΟΣ COULOMB

ΗΛΕΚΤΟΣΤΑΤΙΚΕΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΟΡΤΙΟ

• Η παρατήρηση:

Με κάποιες προϋποθέσεις, •Τα αντικείμενα

απωθούνται…

ήέλκονται …

ΟΙ ΠΡΟΫΠΟΘΕΣΕΙΣ:

• Τρίβω τα αντικείμενα (π.χ. με μάλλινο ή μεταξωτό ύφασμα)

ή• Τα ακουμπώ μεταξύ τους

ή • Τα συνδέω με κατάλληλη

συσκευή (π.χ. μηχανή Wimshurst) …

• Την ιδιότητα που απέκτησαν τα σώματα και καθορίζει τον τρόπο αλληλεπίδρασής τους, την ονομάσαμε ηλεκτρικό φορτίο.

• Όταν τα σώματα έλκονται , θεωρούμε ότι έχουν διαφορετικό είδος ηλ. φορτίου.

• Όταν απωθούνται, έχουν το ίδιο είδος ηλ. φορτίου.

Μέσω των αλληλεπιδράσεων, αντιλαμβανόμαστε την ύπαρξη του ηλ. φορτίου…

• Τα σώματα στην φυσική τους κατάσταση δεν έχουν συνολικό ηλ. φορτίο (αφού δεν αλληλεπιδρούν).

• Όταν τα δύο διαφορετικά είδη φορτίων βρεθούν μαζί «εξουδετερώνονται». • Το ένα είδος το ονομάζουμε «θετικό» και το άλλο

«αρνητικό» φορτίο.• Τα ουδέτερα σώματα έχουν ίσες ποσότητες

θετικού και αρνητικού φορτίου.

Ουδέτερο ΑρνητικόΘετικό

… Ο ΜΙΚΡΟΚΟΣΜΟΣ

• Το θετικό φορτίο οφείλεται στα πρωτόνια του ατομικού πυρήνα.• Το αρνητικό φορτίο, στα ηλεκτρόνια γύρω από αυτόν.

• Κατά την φόρτιση των σωμάτων, μεταφέρονται ηλεκτρόνια από το ένα στο άλλο, και αλλάζει η ισορροπία «θετικού – αρνητικού». balloons.jar

• Κατά την μεταφορά του, το συνολικό φορτίο δεν μεταβάλλεται (διατηρείται)…

ΤΑ ΦΟΡΤΙΑ ΓΥΡΩ ΜΑΣ.

• Η ελάχιστη ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου (q) που μπορεί να υπάρξει ελεύθερη στην φύση, είναι αυτή του ενός ηλεκτρονίου.

|qe|=1,6∙10-19Cb(στοιχειώδες φορτίο)

• Όλες οι ποσότητες φορτίου που συναντάμε γύρω μας, είναι πολλαπλάσια της (…δηλ., το φορτίο είναι «κβαντισμένο»).

• Η μονάδα του ηλ. φορτίου, το 1Cb, αντιστοιχεί στο φορτίο 6,25∙1018 ηλεκτρονίων (…πεντάκις εκατομμυρίων!)

• Συνήθως χρησιμοποιούμε υποδιαιρέσεις του Cb, όπως:1mC = 10-3 C 1μC = 10-6 C

ΑΓΩΓΟΙ - ΜΟΝΩΤΕΣ

• Μονωτές : Υλικά που δεν επιτρέπουν την μετακίνηση ηλεκτρικού φορτίου από το εσωτερικό τους.Π.χ. πλαστικό, χαρτί …

• Αγωγοί : Επιτρέπουν την μετακίνηση ηλεκτρικού φορτίου (π.χ. ηλεκτρονίων, ιόντων) από το εσωτερικό τους.Π.χ. Μέταλλα, διαλύματα…

- +- +

- +

- +

-

-

- -

-

+-+

++

++ +--

+

• Δύο σφαίρες με φορτία q1 και q2 βρίσκονται σε απόσταση r και αλληλεπιδρούν.

• Η εξίσωση που περιγράφει το μέτρο της αλληλεπίδρασης είναι:

…Ισχύει η εξίσωση μόνο για φορτισμένες σφαίρες;…Ισχύει και για σημειακά φορτία και γενικότερα για όλα τα φορτισμένα σώματα με διαστάσεις πολύ μικρότερες από την μεταξύ τους απόσταση.

ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ

rq1 q2

221

rqq

kF c

Ένα δισεκατομμύρι

ο Newton!!!

Τέσσερεις φορές μικρότερη

ΕΦΑΡΜΟΓΗ

ΟΙ ΔΥΝΑΜΕΙΣ ΣΤΗΝ ΦΥΣΗ ΚΑΙ Ο ΝΟΜΟΣ ΤΟΥ COULOMB

• Αν ο Ν. Coulomb ισχύει μόνο για σημειακά φορτία και σφαιρικές κατανομές, πως περιγράφει τις πραγματικές δυνάμεις στην φύση;

• Οι ηλεκτροστατικές δυνάμεις ανάμεσα στα σώματα είναι αποτέλεσμα πολλών επιμέρους δυνάμεων ανάμεσα σε σημειακά φορτία!