Prawo Coulomba

Prawo Kulomba głosi, że siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ładunków i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między ich środkami. Jest to podstawowe prawo elektrostatyki.

Prawo to można przedstawić za pomocą wzoru:

F=k\cdot {q_1\cdot q_2\over r^2}

w którym:

F - siła wzajemnego oddziaływania dwóch punktowych ładunków elektrycznych,
q₁ , q₂ - punktowe ładunki elektryczne,
r - odległość między ładunkami,
k - współczynnik proporcjonalności:

k={1\over4\pi\epsilon}

przy czym:

\epsilon=\epsilon_r\cdot \epsilon_0

gdzie:

ε - przenikalność elektryczna ośrodka,
ε_r - przenikalność elektryczna względna ośrodka (stała dielektryczna),
ε₀ - przenikalność elektryczna próżni.

Jednostka ładunku elektrycznego, także nazwana na cześć Kulomba (Charles Coulomba), jest równa połączonym ładunkom 6,24 x 10¹⁸ protonów (lub elektronów).

Z prawa tego wynika m.in, że:

Im większy ładunek będą posiadały przedmioty, tym między nimi będzie większa siła; także im większa odległość będzie między przedmiotami, tym mniejsza siła będzie między nimi.
Jeśli stykają się z sobą dwa naładowane przedmioty o takiej samej pojemności, dzielą między siebie ładunek po równo. Dla przykładu załóżmy, że jeden przedmiot ma ładunek +4 kulombów, a drugi +8 kulombów. Kiedy się zetkną, ładunek będzie przepływał od 8-kulombowego obiektu do 4-kulombowego, dotąd aż oba przedmioty osiągną ładunek +6 kulombów. Jeżeli pierwotnie obydwa przedmioty posiadały by ładunek +6 kulombów, między nimi nie przepłynął by żaden ładunek.
Jeżeli dwa przedmioty mają różne pojemności, dzielą ładunki proporcjonalnie do ich pojemności. Jeśli przedmiot o pojemności 10 faradów dotknie przedmiotu o pojemności 5 faradów, 10-faradowy przedmiot będzie miał dwa razy większą ilość ładunków niż przedmiot 5-faradowy (bo 2x5=10). Załóżmy, że przedmioty są przeciwnie naładowane, pierwszy ma ładunek +20 kulombów, a drugi -8 kulombów. Ich całkowity ładunek wynosi +12 kulombów. Po ich zetknięciu, 10 faradowy przedmiot będzie miał ładunek +8 kulombów, a 5-faradowy przedmiot będzie miał ładunek +4 kulombów.

Prawo to opublikował w 1785 Charles Augustin de Coulomb.

Istnieje też Prawo Kulomba dla magnesów , również sformułowane w roku 1785. Głosi ono, że siła wzajemnego oddziaływania dwóch biegunów magnetycznych jest wprost proporcjonalna do iloczynu ich ilości magnetyzmu i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi. Jest to podstawowe prawo magnetyzmu. Prawo to można przedstawić za pomocą wzoru

F=k\cdot {m_1\cdot m_2\over r^2}

, w którym:

F - siła wzajemnego oddziaływania dwóch biegunów magnetycznych,
m₁ , m₂ - ilości magnetyzmu , inaczej masy (albo ładunki) magnetyczne Wb = V·s
r - oddalenie między ładunkami,
k - współczynnik proporcjonalności:

k={1\over4\pi\mu}

przy czym:

\mu=\mu _r\cdot \mu_0

gdzie:

$\mu$ - przenikalność magnetyczna ośrodka,
$\mu_r$ - przenikalność magnetyczna względna ośrodka ,
$\mu_0 = 4\pi\cdot 10^{-7} \frac{H}{m} = 12,566370614... \cdot 10^{-7} \frac{Vs}{A m}$ - przenikalność magnetyczna próżni.

Drugie prawo nie jest zupełnie analogiczne do pierwszego, gdyż nie są znane samodzielne bieguny magnetyczne tzw. monopole - każdy magnes ma zawsze 2 bieguny , jest dipolem . Ładunki elektryczne natomiast można oddzielać.

elektryczność

Gourt Home::Gourt :: Prawo Coulomba