Sách Vật lý/Điện từ/Điện tích

Điện tích đại diện cho các phần tử mang điện tồn tại trong tự nhiên thí dụ như điện tử âm, điện tử dương, điện tử trng hòa , nguyên tử điện . Điện tích còn được hiểu là "vật tích điện".

Điện tích

Mọi vật trung hòa về điện khi cho hay nhận điện tử âm sẽ trở thành điện tích. Khi vật nhận electron vật sẻ trở thành điện tích âm . Khi vật cho electron vật sẻ trở thành điện tích dương

Vật + e → Điện tích âm (-)

Vật − e → Điện tích dương (+)

Điện lượng

• Điện lượng có ký hiệu Q đo bằng đơn vị Coulomb (C)

cho biết số lượng điện của Điện tích. Điện tích âm có -Q C . Điện tích dương có +Q C

Đơn vị Coulomb được định nghĩa như sau - $1C=6,24\times 10^{18}$ electron.

Điện trường

• Điện trường có ký hiệu E đo bằng đơn vị Coulomb (C)

cho biết trường điện của các đường lực điện trong một diện tích . Điện tích âm có các đường lực điện hướng vô , Điện tích dương có các đường lực điện hướng ra

Từ trường

• Từ trường có ký hiệu B đo bằng đơn vị Coulomb (C)

Cho biết trường từ của các đường lực từ trong một diện tích . Điện tích âm có các vòng tròn lực từ đi thuận chiều kim đồng hồ , Điện tích dương có các vòng tròn lực từ đi nghịch chiều kim đồng hồ.

Tương tác điện tích

Tương tác giửa 2 điện tích

Định luật Coulomb

Điện tích đồng loại đẩy . Điện tích khác loại hút , Điện tích âm hút điện tích dương .

Lực hấp dẩn Điện tích

Lực hút giửa 2 điện tích khác loại được tính bằng công thức sau

$F=K{\frac {Q_{+}Q_{-}}{r^{2}}}$

Tương tác giửa điện tích và điện

Định luật Ampere

Lực làm cho điện tích đứng yên di chuyển thẳng hàng sẻ tạo ra điện trường có cường độ tính bằng

$E={\frac {F}{Q}}$

Tư trên, Lực làm cho điện tích đứng yên di chuyển thẳng hàng được gọi là Lực động điện được tính bằng

$F=QE$

Tương tác giửa điện tích và từ

Trong vật lý học và điện từ học, lực Lorentz là lực tổng hợp của Lực điện và Lực từ tác dụng lên một điện tích điểm chuyển động trong trường điện từ. Lực điện có phương trùng với phương chuyển động của hạt mang điện . Lực từ có phương luôn vuông góc với phương chuyển động của hạt mang điện và làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của hạt mang điện. Nếu hạt mang điện chuyển động theo phương vuông góc với đường cảm ứng từ thì hạt sẽ chuyển động theo quỹ đạo tròn, nếu hạt chuyển động theo phương không vuông góc với đường cảm ứng từ thì quỹ đạo của nó sẽ là hình xoắn ốc.

Lực động từ

Lorentz khám phá ra rằng khi điện tích di chuyển qua từ trường của nam châm điện tích sẻ đi lệch hướng . Điện tích dương đi lên, điện tích âm đi xuống . Tương tác giửa điện tích và từ trường làm cho điện tích thay đổi hướng di chuyển . Khi hướng di chuyển của điện tích qua từ trường hướng lên hay hướng xuống theo hướng vuông góc với hướng di chuyển ban đầu sẻ tạo ra Lực động từ

Theo Định luật Lorentz, tương tác giửa điện tích và từ trường làm cho điện tích thay đổi hướng di chuyển . Điện tích dương đi lên . Điện tích âm đi xuống

Khi hướng di chuyển của điện tích qua từ trường hướng lên hay hướng xuống theo hướng vuông góc với hướng di chuyển ban đầu sẻ tạo ra Lực động từ . Lực động từ có ký hiệu $F_{B}$ và được tính bằng công thức

$F_{B}=\pm QvB$

Với

$F_{B}$ - Lực động từ

$B$ - Từ trường

$Q$ - Điện lượng

$v$ - Vận tốc

Lực động từ có khả năng làm cho điện tích di chuyển theo hướng vuông góc với hướng di chuyển ban đầu

$F_{B}=QvB=ItvB=IBl$

$B={\frac {F_{B}}{Qv}}={\frac {F_{B}}{Il}}$

$v={\frac {IBl}{QvB}}={\frac {Il}{Q}}$

$Q=I({\frac {v}{l}})=It$

$I={\frac {Q}{t}}$

Lực động từ có khả năng làm cho điện tích di chuyển theo quỷ đạo vòng tròn

$QvB=m{\frac {v^{2}}{r}}$

$v={\frac {Q}{m}}Br$

$m={\frac {Q}{v}}Br$

$r={\frac {mv}{QB}}$

Lực điện từ

Lực Lorentz còn được gọi là lực điện từ tương tác với Điện tích di động tạo ra 2 trường ; Điện trường và Từ trường . Lực Lorentz tạo ra từ tổng của 2 lực , Lực động điện và Lực động từ . Lực điện từ có ký hiệu $F_{EB}$ đo bằng đơn vị Newton N

$F_{EB}=F_{E}+F_{B}=QE\pm QvB=Q(E\pm vB)$

Với

$F_{EB}$ - Lực động điện từ

$F_{E}$ - Lực động điện

$F_{B}$ - Lực động từ

$Q$ - Điện lượng

$E$ - Điện trường

$E$ - Từ trường

$v$ - Vận tốc

$F_{EB}=F_{E}+F_{B}=QE\pm QvB=Q(E\pm vB)=0$

$E=vB$

$B={\frac {1}{v}}E$

$v={\frac {E}{B}}$

Lực động điện

Với $v=0$

$F_{EB}=F_{E}=QE$

$E={\frac {F_{E}}{Q}}$

Lực động từ

Với $E=0$

$F_{EB}=F_{B}=QvB$

$B={\frac {F_{B}}{Qv}}$