Kulonova sila deluje između naelektrisanih čestica i direktno je proporcionalna njihovim količinama naelektrisanja, a obrnuto srazmerna kvadratu njihove međusobne udaljenosti.
Naelektrisanje
Video čas
Električno naelektrisanje je jedna od osnovnih osobina materije. Ono se ne može stvoriti niti uništiti, već samo preneti sa jednog tela na drugo. Ovaj princip poznat je kao zakon održanja naelektrisanja.
Osnovni nosioci naelektrisanja
U materijalnom svetu osnovni nosioci naelektrisanja su:
- Elektron – nosi negativno naelektrisanje
- Proton – nosi pozitivno naelektrisanje
Oba imaju istu količinu naelektrisanja po apsolutnoj vrednosti, koja se naziva elementarno naelektrisanje i obeležava se sa:
$ e = 1,6 \times 10^{-19} , \text{C} $
Svaki atom u osnovnom stanju ima jednak broj protona i elektrona, pa je električki neutralan. Kada atom izgubi ili primi elektrone, postaje jon – pozitivno ili negativno naelektrisan.
Količina naelektrisanja
Naelektrisanje tela označavamo slovom q, a merna jedinica je kulon (C). Ako telo ima ( n ) elektrona viška ili manjka, naelektrisanje se računa:
$ q = n \cdot e $
Na primer, da bi telo imalo naelektrisanje od ( 1 , \text{C} ), potrebno je da prenese oko:
$ n = \frac{1}{e} \approx 6,24 \times 10^{18} , \text{elektrona} $
Što pokazuje da je kulon veoma velika jedinica.
Međusobno dejstvo naelektrisanja
Naelektrisana tela međusobno deluju silom:
- Privlače se ako su suprotnog znaka
- Odbijaju se ako su istog znaka
Intenzitet ove sile prvi je odredio Šarl Kulon, a zakon glasi:
$ F = k \cdot \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} $
Gde su:
- ( F ) – sila međusobnog dejstva (u njutnima)
- ( $q_1, q_2 $) – količine naelektrisanja (u kulonima)
- ( r ) – rastojanje između naelektrisanja (u metrima)
- ( k ) – Kulonova konstanta
Za vakuum:
$ k \approx 8,99 \times 10^9 , \text{N·m}^2/\text{C}^2 $
Primer
Ako imamo dva naelektrisanja od ( +1 , \text{C} ) na udaljenosti od ( 1 , \text{m} ), sila kojom se odbijaju je:
$ F = k \cdot \frac{1 \cdot 1}{1^2} \approx 10^{10} , \text{N} $
To je ogromna sila – odgovara težini tela mase oko 10 miliona tona! Zbog toga je praktično nemoguće u realnim uslovima skupiti dva naelektrisanja od 1 kulona na malom rastojanju.