Ο νόμος του Coulomb, μαθηματική περιγραφή της ηλεκτρικής δύναμης μεταξύ φορτισμένων αντικειμένων. Διατυπώθηκε από τον Γάλλο φυσικό του 18ου αιώνα Charles-Augustin de Coulomb, είναι ανάλογο με τον νόμο της βαρύτητας του Isaac Newton.
ηλεκτρισμός: ο νόμος του Coulomb
Ο στατικός ηλεκτρισμός είναι ένα οικείο ηλεκτρικό φαινόμενο στο οποίο τα φορτισμένα σωματίδια μεταφέρονται από το ένα σώμα στο άλλο. Για παράδειγμα, εάν
Τόσο οι βαρυτικές όσο και οι ηλεκτρικές δυνάμεις μειώνονται με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των αντικειμένων και οι δύο δυνάμεις δρουν κατά μήκος μιας γραμμής μεταξύ τους. Ωστόσο, στον νόμο του Coulomb, το μέγεθος και το σημάδι της ηλεκτρικής δύναμης καθορίζονται από το ηλεκτρικό φορτίο, και όχι από τη μάζα, ενός αντικειμένου. Έτσι, το φορτίο καθορίζει πώς ο ηλεκτρομαγνητισμός επηρεάζει την κίνηση φορτισμένων αντικειμένων. Η χρέωση είναι βασική ιδιοκτησία της ύλης. Κάθε συστατικό της ύλης έχει ηλεκτρικό φορτίο με τιμή που μπορεί να είναι θετική, αρνητική ή μηδενική. Για παράδειγμα, τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα και οι ατομικοί πυρήνες φορτίζονται θετικά. Τα περισσότερα χύδην υλικά έχουν ίση ποσότητα θετικού και αρνητικού φορτίου και συνεπώς έχουν μηδενικό καθαρό φορτίο.
Σύμφωνα με τον Coulomb, η ηλεκτρική δύναμη για φορτία σε κατάσταση ηρεμίας έχει τις ακόλουθες ιδιότητες:
-
Όπως οι χρεώσεις απωθούν μεταξύ τους. σε αντίθεση με τις χρεώσεις προσελκύουν. Έτσι, δύο αρνητικά φορτία απωθούν το ένα το άλλο, ενώ ένα θετικό φορτίο προσελκύει ένα αρνητικό φορτίο.
-
Η έλξη ή η απώθηση ενεργεί κατά μήκος της γραμμής μεταξύ των δύο φορτίων.
-
Το μέγεθος της δύναμης ποικίλλει αντίστροφα ως το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ των δύο φορτίων. Επομένως, εάν η απόσταση μεταξύ των δύο φορτίων διπλασιαστεί, η έλξη ή η απώθηση γίνεται πιο αδύναμη, μειώνοντας στο ένα τέταρτο της αρχικής τιμής. Εάν οι χρεώσεις πλησιάσουν 10 φορές πιο κοντά, το μέγεθος της δύναμης αυξάνεται κατά 100.
-
Το μέγεθος της δύναμης είναι ανάλογο με την τιμή κάθε φόρτισης. Η μονάδα που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της φόρτισης είναι το coulomb (C). Εάν υπήρχαν δύο θετικά φορτία, ένα από τα 0,1 coulomb και το δεύτερο από 0,2 coulomb, θα απωθούν μεταξύ τους με μια δύναμη που εξαρτάται από το προϊόν 0,2 × 0,1. Επομένως, εάν κάθε ένα από τα τέλη μειωθεί κατά το ήμισυ, η απώθηση θα μειωθεί στο ένα τέταρτο της προηγούμενης αξίας του.
