coulombの真空の法則
真空中の2点電荷間のクーロンの力の基本的な関係は、次のとおりです。
* f =k *(q1 * q2) /r²
どこ:
* f 力です(Newtons、n)
* k クーロンの定数です(約8.98755×10⁹N⋅m²/c²)
* q1 および q2 2つの料金の大きさです(クーロン、c)
* r 電荷間の距離です(メートル、m)
誘電材料の影響
さまざまな誘電体材料(絶縁体)に電荷を置くと、それらの間の力は偏光と呼ばれる現象による変化 。 これがどのように機能しますか:
1。偏光: 電荷によって作成された電界は、誘電体材料の分子を整列させます。このアライメントは、材料内に反対の電界を作成します。
2。力の減少: 偏光誘電体からの反対の電界は、電荷から元の電界を部分的にキャンセルします。これにより、料金間の *力が減少します。
誘電率(κ)
誘電体材料が電荷間の力を減らす程度は、その誘電率(κ)によって定量化されます 。 誘電率が高いということは、力がより大幅に減少することを意味します。
* κ=1 真空用
* κ>1 他のすべての材料の場合(たとえば、水のκは約80です)
誘電材料のコーロン法則の変更
誘電材料を説明するために、クーロンの法則を変更します。
* f =(k /κ) *(q1 * q2) /r²
例
真空中の距離rで区切られた2つの料金、Q1とQ2があると想像してください。 κ=4の誘電率を持つ材料にそれらを配置します。それらの間の力は、元の値の4分の1に減少します。
重要なメモ
* 異なる誘電率: 電荷が異なる誘電定数を持つ異なる材料にある場合、電荷間の培地の有効な誘電率を考慮する必要があります。
* より複雑な状況: より複雑なシナリオ(さまざまな形状の材料などの料金)の場合、材料内の電界分布を解くなど、より高度な手法を使用する必要があるかもしれません。
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