帶電體之間存在相互作用力,因此它們可以相互吸引或排斥。庫侖定律描述了這種力,顯示了它的作用程度,取決於物體本身的大小和形狀。本文將討論這一物理定律。

固定點收費
庫侖定律適用於比它們與其他物體的距離小得多的靜止物體。點電荷集中在這些物體上。在解決物理問題時,所考慮物體的尺寸被忽略,因為它們並不重要。
在實踐中,靜止點電荷描述如下:


在這種情況下1 和2 - 這是 積極的 電荷,庫侖力作用於它們(圖中未顯示)。點特徵的大小無關緊要。
筆記! 靜止的電荷位於彼此之間給定的距離處,在問題中通常用字母 r 表示。在本文中,將在真空中考慮這些指控。
查爾斯庫侖的扭力平衡
該裝置由庫倫於 1777 年開發,有助於推斷後來以他的名字命名的力的依賴性。在它的幫助下,研究了點電荷以及磁極的相互作用。
扭力擺輪有一根細絲線,位於垂直平面上,平衡桿懸掛在該平面上。點電荷位於槓桿的末端。
在外力的作用下,槓桿開始水平移動。槓桿將在平面內移動,直到它被螺紋的彈力平衡。
在運動過程中,槓桿偏離垂直軸一定角度。取d,稱為旋轉角。知道這個參數的值,就有可能找到產生的力的扭矩。
Charles Coulomb 的扭力平衡是這樣的:

比例因子 k 和電常數 
在庫侖定律的公式中有參數 k - 比例係數或
是電常數。電常數
出現在很多參考書、教科書、網絡上,不用計算!真空比例因子基於
可以通過眾所周知的公式找到:
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這裡
是電常數,
- 圓周率,
是真空中的比例係數。
附加信息! 在不知道上述參數的情況下,將無法找到兩點電荷之間的相互作用力。
庫侖定律的製定和公式
綜上所述,有必要給出靜電學主要定律的官方表述。它採用以下形式:
真空中靜止的兩個點電荷的相互作用力與這些電荷的乘積成正比,與它們之間距離的平方成反比。 而且,費用的乘積必須取模!
![]()
在這個公式中1 和2 是點收費,被視為實體; r2 - 這些物體在平面上的距離,取自正方形; k 是比例係數 (
真空)。
庫侖力的方向和公式的向量形式
為了完全理解公式,庫侖定律可以形象化:

F1,2 - 第一個電荷相對於第二個電荷的相互作用力。
F2,1 - 第二個電荷相對於第一個電荷的相互作用力。
此外,在解決靜電問題時,有必要考慮一個重要規則:同名電荷排斥,相反電荷吸引。圖中相互作用力的位置取決於此。
如果考慮相反的電荷,那麼它們相互作用的力將指向彼此,從而描繪出它們的吸引力。

向量形式的靜電基本定律公式可以表示為:
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是從電荷 q2 一側作用在點電荷 q1 上的力,
是連接電荷 q2 和電荷 q1 的半徑向量,
![]()
重要的! 將公式寫成矢量形式後,需要將兩點電荷的相互作用力投影到軸上才能正確放置符號。這個動作是一種形式,通常在沒有任何註釋的情況下在心理上進行。
庫侖定律在實踐中的應用
靜電基本定律是查爾斯·庫侖最重要的發現,在很多領域都得到了應用。
著名物理學家的作品被用於發明各種設備、裝置、裝置的過程中。例如,避雷針。
在避雷針的幫助下,住宅建築和建築物在雷暴期間免受雷擊。因此,增加了對電氣設備的保護程度。
避雷針的工作原理是:在雷雨期間,強感應電荷逐漸開始在地面上積聚,這些電荷上升並被雲層吸引。在這種情況下,地面上會形成一個相當大的電場。在避雷針附近,電場變得更強,因此從設備的尖端點燃電暈電荷。
此外,在地面上形成的電荷開始被具有相反符號的雲的電荷吸引,這應該是根據查爾斯庫侖定律。之後,空氣經過電離過程,靠近避雷針末端的電場強度變小。因此,閃電進入建築物的風險很小。
筆記! 如果安裝避雷針的建築物被擊中,那麼就不會著火,所有的能量都會進入地下。
根據庫侖定律,開發了一種稱為“粒子加速器”的設備,如今需求量很大。
在這個裝置中,會產生一個強電場,從而增加落入其中的粒子的能量。
庫侖定律中的力方向
如上所述,兩點電荷相互作用力的方向取決於它們的極性。那些。同名電荷相互排斥,異名電荷相互吸引。
庫侖力也可以稱為半徑矢量,因為它們沿著它們之間繪製的線指向。
在一些物理問題中,給出了形狀複雜的物體,不能將其視為點電荷,即忽略它的大小。在這種情況下,必須將所考慮的物體分成幾個小部分,並且必須使用庫侖定律分別計算每個部分。
根據代數和幾何的規則,對分裂得到的力向量進行匯總。結果就是合力,這就是這個問題的答案。這種求解方法通常稱為三角形法。

法律的發現史
1785 年,查爾斯·庫侖首次證明了上述定律中兩個點電荷的相互作用。物理學家設法使用扭力天平證明了所製定定律的準確性,文章中還介紹了其工作原理。
庫侖還證明了球形電容器內部沒有電荷。因此他得出這樣的結論,即靜電力的大小可以通過改變所考慮物體之間的距離來改變。
因此,庫侖定律仍然是最重要的靜電定律,許多最偉大的發現都以此為基礎。在本文的框架內,介紹了該法律的官方措辭,並詳細描述了其組成部分。
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