Főmenü megnyitása

A Coulomb-törvény a fizikában két pontszerű elektromos töltés közti elektromos kölcsönhatásból származó erő nagyságát és irányát adja meg. A törvényt Charles Augustin de Coulomb francia fizikus igazolta kísérleti úton, torziós mérleggel végzett mérések segítségével. A töltött testek között fellépő erőhatást Coulomb-erőnek nevezzük. Két azonos előjelű töltés taszítja, két különböző előjelű töltés vonzza egymást.

Coulomb-erő vákuumbanSzerkesztés

Vákuumban két pontszerű elektromos töltés (  és  ) között ható erő nagysága egyenesen arányos a két töltés szorzatával és fordítottan arányos a közöttük lévő távolság négyzetével.

Skaláris alakbanSzerkesztés

Coulomb megfogalmazásában

 ,

ahol

  a két töltés között fellépő erő,
  és   a töltések nagysága,
  a töltések közti távolság,
  a Coulomb-féle arányossági tényező, értéke   ≈ 8,988·109 Nm2C-2.

A   értékét szokás

 

alakban is felírni. Az itt szereplő   a vákuum permittivitása (dielektromos állandója), értéke  .

Vektoriális alakbanSzerkesztés

Ha a pontszerű   töltés a koordináta-rendszer origójában, a   töltés pedig az   helyvektorral meghatározott pontban található, akkor a   töltésre ható erővektort az erő nagyságának és az   irányú   egységvektornak a szorzataként kapjuk:

 .

Coulomb-erő szigetelő anyagokban (dielektrikumokban)Szerkesztés

Ha a két töltés között valamilyen szigetelő anyag (dielektrikum) található, akkor a szigetelőben mérhető   erő nagysága a vákuumban mérhető   erőnél kisebb. A két erő hányadosa az adott szigetelőre jellemző állandó. Ezt a hányadost az adott anyag relatív permittivitásának (relatív dielektromos állandójának) nevezzük. Jele  , képlettel:

 .

A fenti képletből és a Coulomb-törvény vákuumra vonatkozó alakjából a szigetelőanyagban fellépő erő nagysága kifejezhető:

 .

Egy szigetelőanyag relatív permittivitásának és a vákuum permittivitásának szorzatát az adott anyag permittivitásának (dielektromos állandójának) nevezzük, jele  . Képlettel:

 .

Ezek alapján a szigetelőanyagban fellépő Coulomb-erő nagysága:

 .

MegjegyzésekSzerkesztés

  • A Coulomb-törvény most tárgyalt alakjai gömb alakú testekre is érvényesek, ha az elektromos töltés egyenletesen oszlik el rajtuk. Ilyenkor a képletekben   a gömbök középpontjának távolságát, illetve   a   töltésű gömb középpontjából a   töltésű gömb középpontjába mutató vektort jelenti.
  • A Coulomb-törvényhez hasonló a   és   mágneses pólusok között fellépő (magnetosztatikus) erőhatás mértékét megadó képlet:
 
ahol
  a két mágneses pólus között fellépő erő,
  és   a mágneses töltések nagysága,
  a töltések közti távolság,
  egy mértékegységrendszertől függő arányossági tényező és
  a közeg mágneses permeabilitása.

ForrásokSzerkesztés

  • Természettudományi lexikon I. (A–C). Főszerk. Erdey-Grúz Tibor. Budapest: Akadémiai. 1964. 737–739. o.
  • ifj. Zátonyi Sándor: Fizika 10. Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp. 2009. ISBN 978-963-19-6320-5
  • Bérces Gy., Erostyák J., Klebniczki J., Litz J., Pintér F., Raics P., Skrapits L., Sükösd Cs., Tasnádi P.: A fizika alapjai, Nemzeti Tankönyvkiadó 2009 ISBN 9631932753