3.1. Elektrosztatika alapjai

2014.08.26 13:25
Villamos tér 
A térnek azt a részét, ahol villamos kölcsönhatás kimutatható, villamos térnek vagy más néven elektromos mezőnek nevezzük. 
 
Az elektromos töltés
Elektromosan töltöttnek nevezzük azt a részecskét, amelynek elektromos kölcsönható képessége van (töltése van). 
 
Térerősség
Ha a térbe egy töltést (próbatöltés) helyezünk, akkor erre az elemi töltéshordozóra az elektromos tér erőhatást fejt ki. 
Amennyiben a létrejövő erőhatást 1 As töltésmennyiségre vonatkoztatjuk, akkor a térerősséget kapjuk. 
F=Q*E
 
A villamos térerősség
A villamos térerősség vektormennyiség, iránya megegyezik a pozitív töltésre ható erő irányával 
 
1 Coulomb
Légüres tér vagy levegő esetén a k arányossági tényező azt mutatja meg, hogy két 1 C nagyságú, egymástól 1 m 
távolságra lévő töltés között 9·10N erő hat.
 
F=+/-k*Q1*Q2/r2
 
A feszültség és a térerősség viszonya
 
Feszültség és térerősség
Vegyünk két egymással párhuzamos fémlemezt. A lemezek töltését egy feszültséggenerátor segítségével szétválasztjuk. Ez azt jelenti, hogy a lemezek töltése azonos, de ellentétes polaritású lesz, azaz a két lemez között homogén elektromos teret hozunk létre. 
 
Töltéskiegyenlítődés
 
A töltéskiegyenlítıdésre törekvés miatt a d távolságra lévő lemezek között U feszültség, a térben pedig E térerısség van. 
Ha ebbe a térbe egy Q pozitív töltést helyezünk a pozitív lemez környezetébe, akkor erre a töltésre a villamos tér F=Q·E 
nagyságú erőt fejt ki, mely erő a negatív lemez felé mozgatja a töltést. 
 
Térerősség kialakulása
 
Az elmozdulás közben a tér 
W = F·d , azaz W = Q·E·d munkát végez. 
 
Mivel a lemezek közötti feszültség 
U= W/Q = Q*E*d = E*d ezért a térerősség:  E=U/d
 
Ez azt jelenti, hogy ha egy lemezpárra feszültséget kapcsolunk, akkor köztük térerősség alakul ki. Minél nagyobb feszültséget kapcsolunk a két lemez közé, illetve minél kisebb köztük a távolság, annál nagyobb a létrejövő villamos tér nagysága. Az összefüggés alapján adható a térerősségnek a már fent említett V/m mértékegység is.