库仑定律

在这节课中，我们将学习库仑定律，并看一些简单的例子。你可以观看下面的视频或阅读下面的书面教程。

库仑定律的定义

库仑定律是描述带电物体之间相互作用的物理定律。它量化了两个带电物体对彼此施加的静电力的大小，这种静电力导致它们之间的吸引力或斥力。

例如，两个正电荷或两个负电荷会相互排斥，而不像电荷，一个正电荷和一个负电荷会因为静电力而相互吸引。

具体来说，这条法律适用于以点数起诉。任何物体都可以被视为点电荷，只要它们与它们之间的距离相比非常小。

同样，力沿着连接这些电荷的直线运动。

库仑定律公式

我们已经知道如何测量电荷。这可以帮助我们计算带电物体之间的电力。

所以，这个方程表明了两个带电粒子之间的电场力的大小F等于两个电荷的乘积Q₁和问₂除以它们之间距离的平方r，所有这些乘以比例常数k。

电力用单位牛顿来表示。

距离是平方的原因是当物体之间的距离加倍时，它们之间的力减少到原来值的四分之一。

换句话说，当两个物体之间的距离减小时，它们之间的电场力增大;反之，当距离增大时，电场力减小。

小写的k被称为比例常数，或库仑定律常数。该常数的值取决于两个对象所处的介质。在这种情况下，介质是空气。

ε₀称为介电常数或真空介电常数。

库仑定律和万有引力定律

如果我们比较库仑定律和万有引力定律，我们会发现它们有一些相似之处，但它们的工作方式完全不同。

• 电的力比重力强得多。
• 从方程中我们可以注意到它们有不同的比例常数。
• 在重力方程中，我们用质量来求力，但在库仑定律方程中，我们用电荷来求力。
• 因此，引力始终是吸引的，这取决于始终为正的物体的质量;另一方面，静电力可以是吸引的，也可以是排斥的，这取决于电荷，所以结果可以分别是负的或正的。

综上所述，库仑定律为:

• 第一个，两个相似的点电荷之间的力是排斥的，两个不同的点电荷之间的力是吸引的;
• 第二个，力的方向由穿过两个电荷的线决定;
• 第三，力的大小与两个电荷的乘积成正比，与电荷之间距离的平方成反比。

静电力是一个矢量

作为一个力，电相互作用的强度是一个既有大小又有方向的矢量。这意味着我们可以根据结果的符号计算出电场的大小和方向。

我们来修改一下这个方程。

等式中的箭头表示一个矢量。

这是指向Q的单位向量₁要问_2,指数12表示Q₁对q施加力_2.

如果我们得到一个正值，这意味着力的方向是排斥性的。在另一边，负号表示力的方向是相反的，或者说引力的方向。

例子

假设，我们有两个正电荷。第一次充电Q1是2×10²C，另一个费用Q2是1×10³C.两者之间的距离r为1mm，即1×10³m，现在，我们可以用这个方程计算这些电荷之间的力。

这里我们可以消去米和库仑，这意味着我们只剩下牛顿。

这个等于18×10⁴除以10^6,这是18×10吗¹⁰。

最后，原力是1.8×10¹¹牛顿。

我们得到了正的结果，这意味着电荷相互排斥。如果我们有一个正电荷和一个负电荷，我们会得到一个负电荷，这意味着它们会相互吸引。

叠加原理

如果有多个点电荷，假设有三个，我们可以计算两个电荷作用于第三个电荷的力。

这就引出了叠加原理，即对于所有的线性力，总力都是单个力的矢量和。这使得库仑定律可以扩展到包括任何数量的点电荷。

换句话说，作用于一个点电荷上的点电荷系统的总库仑力，可以通过将其他每个单独电荷的力相加得到。

例子

我们有三个点电荷Q_1,问_2,还有Q，我们需要找出Q的力₁和问₂施加Q Q和Q₁Q是正电荷吗₂是负电荷。Q的力₁适用于Q F₁是排斥力，Q₂适用于Q F₂,是有吸引力的。

总电场力F是两个力的和₁和F_2,用这个向量F1+F2表示。

这就是本教程的全部内容。我希望这对你们有所帮助，让你们学到了一些新的东西。在下一个基础电子教程中，我们将讨论电必威lol场。