Ηλεκτροστατικά σε εικόνες

Όλη η ύλη αποτελείται από άτομα. Ένα άτομο αποτελείται από έναν πυρήνα γύρω από τον οποίο περιστρέφονται τα ηλεκτρόνια. Ο πυρήνας είναι θετικά φορτισμένος και τα ηλεκτρόνια αρνητικά.

Τα άτομα υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων μπορούν να χάσουν ή να αποκτήσουν ηλεκτρόνια. Τέτοια άτομα ονομάζονται ιόντα. Ένα ηλεκτρόνιο που κινείται έξω από την τροχιά και δεν δέχεται τις βαρυτικές δυνάμεις του ατομικού πυρήνα ονομάζεται ελεύθερο ηλεκτρόνιο.

Ένα κοχύλι τριμμένο με ένα κομμάτι μαλλί αποκτά ηλεκτρικό φορτίο.

Το ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα ειδικό είδος ύλης, διαφορετικό από την ύλη, μέσω του οποίου μεταδίδεται η δράση ορισμένων φορτισμένων σωμάτων σε άλλα.

ο νόμος του Κουλόμπ

Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των μεγεθών αυτών των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.

Ένταση ηλεκτρικού πεδίου

Η δύναμη που ασκείται σε ένα σταθερό θετικό φορτίο σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου ονομάζεται ένταση ηλεκτρικού πεδίου.

Η ένταση του πεδίου, μαζί με το μέγεθος, χαρακτηρίζεται από την κατεύθυνση.

Η κατεύθυνση της τάσης συμπίπτει με την κατεύθυνση της δύναμης που ασκεί το θετικό φορτίο και είναι πάντα εφαπτομένη στη γραμμή τάσης.

Το έργο της μετακίνησης του φορτίου από το ένα σημείο στο άλλο δεν εξαρτάται από το σχήμα της διαδρομής, αλλά μόνο από τη θέση αυτών των σημείων.

Το ηλεκτρικό δυναμικό σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου είναι αριθμητικά ίσο με το έργο που έγινε για την εισαγωγή ενός θετικού φορτίου μονάδας έξω από το πεδίο σε αυτό το σημείο.

Η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ονομάζεται τάση. Η μονάδα διαφοράς δυναμικού και δυναμικού είναι το βολτ.

Όταν τα φορτία βρίσκονται σε ισορροπία, όταν δηλαδή δεν υπάρχει κίνηση, τα φορτία του αγωγού (ηλεκτρόνια), λόγω της δράσης δυνάμεων αμοιβαίας απώθησης, βρίσκονται στην εξωτερική του επιφάνεια.

Αν ηλεκτρικός αγωγός, χωρίζεται σε δύο μέρη, τότε το ένα μέρος θα είναι θετικά φορτισμένο και το άλλο αρνητικά. Αυτό οφείλεται στην παρουσία ελεύθερων ηλεκτρονίων.

Η πυκνότητα φορτίου εξαρτάται από την καμπυλότητα της επιφάνειας του αγωγού: όπου η καμπυλότητα της επιφάνειας είναι μεγαλύτερη, υπάρχει μεγαλύτερη πυκνότητα φορτίων. Η πυκνότητα φόρτισης αυξάνεται ιδιαίτερα κοντά σε αιχμηρές προεξοχές.

Υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου, τα φορτία των ατόμων και των μορίων προσανατολίζονται κατά μήκος του πεδίου. Δημιουργείται επικράτηση θετικών φορτίων στη μία πλευρά του διηλεκτρικού και αρνητικών φορτίων στην άλλη. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται πόλωση.

Εάν το διηλεκτρικό χωρίζεται σε δύο μέρη, τότε στις επιφάνειες και των δύο μερών, σε αντίθεση με έναν αγωγό, θα υπάρχουν φορτία και των δύο σημάτων.

Η ικανότητα των αγωγών που χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό να αποθηκεύουν ηλεκτρικό φορτίο ονομάζεται ηλεκτρική χωρητικότητα.

Δύο αγωγοί μονωμένοι μεταξύ τους και τοποθετημένοι ο ένας κοντά στον άλλο σχηματίζουν έναν πυκνωτή.

Η εξάρτηση της χωρητικότητας του πυκνωτή από το μέγεθος των πλακών και την απόσταση μεταξύ τους

Παράλληλη σύνδεση πυκνωτών

Σύνδεση σε σειρά πυκνωτών

Σταθεροί πυκνωτές

Μεταβλητοί πυκνωτές