Legislación sobre electricidad y Coulomb

En este tutorial, descubriremos algunas de las ideas vitales de la Electrostática referidas a las Fuerzas Eléctricas y la Legislación de Coulomb. Veremos qué es una presión eléctrica, la ecuación matemática de la Legislación de Coulomb y algunas de sus finalidades.

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Introducción a la electricidad

En el tutorial anterior, hemos visto las tarifas eléctricas y su importancia en la energía eléctrica. Sigamos explorando esta idea adicional. Sin embargo, antes de eso, permítenos volver al siglo XVII.

En consecuencia, fue el momento en que «ellos» descubrieron que la materia ejerce presión sobre los demás. Esta presión es una interacción a larga distancia entre las abundancias astronómicas y es inversamente proporcional al espacio entre ellas. Puede que ya hayas adivinado esta presión. Es el Poder Gravitatorio.

Sin embargo, ¿qué pasa con la interacción entre dos objetos pequeños a una distancia pequeña? Sin duda, no se trata sólo de la gravitación, porque es bastante débil en esa dimensión. Las observaciones realizadas por los alumnos revelan que esta «presión» puede ser muy similar a la gravitación sólo en el sentido de que también es inversamente proporcional al cuadrado del espacio entre ellos.

La similitud termina ahí mismo y las variaciones comienzan a presentarse. En la gravitación siempre interviene la presión en la naturaleza, es decir, la materia atrae a otra materia. Sin embargo, en la presión de corto alcance, dependiendo de una propiedad particular de los objetos, la materia pequeña puede atraer o repeler a los demás.

El «factor» que desencadena estas interacciones de corto alcance se llama Coste Eléctrico y la presión entre ellos se llama Energía Eléctrica.

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Afirmación de la legislación de Coulomb

La legislación de Coulomb es una afirmación cuantitativa sobre la presión entre dos índices de nivel. Según Coulomb, la presión entre dos índices de nivel q1 y q2:

  • Actúa a lo largo del camino convirtiéndose en miembro de las tarifas de 2 niveles.
  • Es proporcional al producto de las 2 tasas (q1.q2)
  • Es proporcional al inverso del cuadrado del espacio entre los 2 índices.

Comprender la legislación de Coulomb

A finales del siglo XVIII, un físico francés llamado Charles de Coulomb experimentó con la presión entre dos tasas. Estos dos tipos pensamos que eran tipos de grado (teóricamente, un coste de grado es un objeto cuyo coste eléctrico se despliega sobre un terreno con una dimensión infinitamente pequeña, es decir, tiene una ubicación, aunque no una dimensión).

Tiene en cuenta dos pequeños objetos cargados que pueden modelarse como cargas de grado. Si estos dos objetos cargados se introducen cerca el uno del otro, entonces ejercen una presión el uno sobre el otro, denominada energía eléctrica.

Deja que los 2 objetos cargados tengan una carga eléctrica de q1 y q2 respectivamente. Si las cargas de los 2 niveles están separadas por una distancia r, entonces la magnitud de la presión eléctrica entre las cargas de los 2 niveles es

F ∝ (q1 x q2) / r2

Proporcionalidad fija (ok)

Basándose en la legislación de Coulomb, la presión entre los 2 niveles anteriores depende del medio en el que se sitúan dos cargas y el impacto del medio en la presión se introduce en la ecuación matemática de la presión eléctrica mediante una continuación de la proporcionalidad denotada por ok.

Así, la ecuación de la Legislación de Coulomb se convierte en

F = ok x (q1 x q2) / r2

Según los modelos del SI, los costes q1 y q2 tienen modelos de Coulomb (C), el espacio r tiene modelos de metros (m) y la potencia F tiene modelos de Newton (N). Para compensarlas y cumplir también con la Legislación de Coulomb, el ok fijo de proporcionalidad se perfila como sigue:

ok = 1 / (4πε)

el lugar ε es la permitividad del medio donde se sitúan los índices de 2 niveles. Los modelos SI de ε son los Faradios por metro (F/m).

Normalmente, la permitividad de un medio se expresa de la siguiente manera

ε = ε εr

el lugar,

ε es la permitividad del área libre

εr es la permitividad relativa del medio con respecto al área libre (también se denomina dieléctrico fijo del medio).

Si el medio es una zona libre o el vacío, entonces ε = ε εr = entonces la presión eléctrica puede expresarse como

F = (1/4πε) x (q1.q2) / r2

Además, la permitividad de la zona libre ε tiene un valor de

ε = (1/36π) x 10-9 F/m = 8,854 x 10-12 F/m.

Legislación de Coulomb Tipo de vector

Como se dice en la afirmación, la presión ejercida entre dos tipos de nivel es direccional y actúa a lo largo del camino que se convierte en miembro de los dos tipos. Estos hábitos direccionales dan lugar a una ilustración vectorial de la presión.

Contempla ahora dos cargas de nivel q1 y q2 situadas en dos factores con vectores posicionales r1 y r2. La presión actúa a lo largo del recorrido r12. La ilustración vectorial de la presión es la siguiente:

Ecuación vectorial de las fuerzas eléctricas y culombios

el lugar,

r12 es el vector unitario a lo largo de la ruta r12.

Comparabilidad con la ecuación de Newton

Si tienes en mente la ecuación de Newton para las fuerzas gravitatorias entre dos objetos de bastante m1 y m2 que pueden estar separados por una distancia r:

Fuerzas eléctricas y ley de gravitación de Coulombs

El ok fijo de Coulomb es análogo al G fijo gravitatorio. Cada una de las ecuaciones describe la legislación cuadrada inversa con respecto al espacio entre los objetos. La distinción estriba en las propiedades de los objetos, es decir, el coste eléctrico en la Legislación de Coulomb y la masa en la Ecuación de Newton. La distinción opuesta (y la principal) es que la Energía Gravitatoria es siempre envolvente, mientras que la Energía Eléctrica es simultáneamente envolvente o repulsiva.

Propiedades de la legislación de Coulomb

A continuación se indican algunas de las propiedades vitales de la legislación de Coulomb:

  • Por índices similares, la presión eléctrica entre ellos es repulsiva y por índices no similares, la presión es envolvente. Desde un punto de vista matemático, esto se puede decidir por el signo del producto q1,q2 dentro del numerador de la ecuación de la presión. Cuando el producto q1.q2 es constructivo (en el caso de tasas similares), la presión F es constructiva y aleja los costes entre sí. El producto q1.q2 es adverso para tasas no similares y la presión F es adversa. Esto implica que los objetos se atraen entre sí.
  • Ahora hemos visto las similitudes entre la Energía Eléctrica y la Energía Gravitatoria. Las fuerzas muestran un 1/r2 propiedad. Por ello, al igual que el planeta que orbita alrededor del Sol, un coste adverso puede orbitar alrededor de un coste constructivo. Aunque la principal distinción es que la gravitación es siempre envolvente, mientras que la presión eléctrica puede ser tanto envolvente como repulsiva.
  • La magnitud de la presión F se ejerce sobre cada uno de los objetos. Si se ejerce una presión de magnitud F sobre un objeto cargado q1, entonces se ejerce una presión de magnitud similar F sobre q2, pero de forma incorrecta.

La potencia como consecuencia de n variedad de Índices (Superposición de Fuerzas Eléctricas)

El diálogo hasta este punto supone que sólo hay dos tipos de nivel y hemos calculado la presión ejercida sobre ellos. ¿Y si no hay variedad de tarifas? ¿Cómo podemos utilizar la legislación de Coulomb para tratar una distribución de tasas tan avanzada? Es muy fácil. Simplemente repetimos la evaluación para 2 tasas a la vez.

Fuerzas eléctricas y ley de Coulombs Superposición de cargas

El precepto de superposición se utiliza para calcular la presión de la banda en un coste. En base a esto, el coste de la red sobre un coste no es más que la suma vectorial de la presión de la persona ejercida sobre ella por las diferentes cargas de la persona particular.

Superposición de la Ley de Fuerzas Eléctricas y Coulombs

Aquí, Q es el coste del nivel de comprobación que experimenta la presión F y qi son las tasas de suministro «n» situadas en el ri.

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