Das Coulombsche Gesetz

Das Coulombsche Gesetz wurde von Charles Coulomb erfunden, einem französischen Physiker, der 1785 für die Akademie der Wissenschaften in Paris arbeitete. Er war für die Sammlung verschiedener Experimente mit geladenen Körpern zuständig. Durch diese Experimente gelang es ihm, mehrere Ergebnisse zu erzielen, die zusammen das sind, was wir heute als Coulombsches Gesetz kennen.

Wie wird die Kraft durch das Coulombsche Gesetz ermittelt?

Das Coulombsche Gesetz ist die Beziehung, die sich aus den Wechselwirkungen (Kräfte, die durch ein elektrisches Feld ausgeübt werden) zwischen Ladungen ergibt. In der Folge wird das Ergebnis der Ladung nach dem internationalen System durch den Buchstaben Q symbolisiert und seine Maßeinheit ist das gleiche Coulomb (C).

Um die Kraft mit Hilfe des Gesetzes mit zwei Ladungen zu erhalten, müssen wir die folgende Formel anwenden:

• F = Coulombsche Kraft
• |Q| = erste Punktladung (C)
• |q| = zweite Punktladung (C)
• r = Abstand zwischen zwei Punktladungen (meter)
• kc = elektrostatische Konstante, 8,988-10 ⁹ ·C^-2

Im Fall des Coulombschen Gesetzes mit drei Ladungen zeigt sich, dass diese die Form eines Dreiecks haben. Im Falle von drei Kräften ist die Methode, die wir zur Ermittlung der resultierenden Kraft verwenden, das Parallelogramm:

Fr² = F²_1,2+F²_1,3+2F_1,2F_1,3cos∅

Das Ausmaß der elektrischen Kräfte, die die Fähigkeit zur Anziehung und Abstoßung zwischen Ladungen haben, richtet sich nach dem Prinzip der Elektrostatik oder dem von Charles Coulomb entdeckten Gesetz. Da es sich um eine Vektorgröße handelt, wird sie in Form eines Vektors ausgedrückt:

Der Vektor von F = elektrische Kraft
Der Vektor von ur=unitärer Vektor

Ist das Ergebnis der Kraft positiv, spricht man von einer abstoßenden Kraft, ist das Ergebnis negativ, von einer anziehenden Kraft.

Das Coulombsche Gesetz K hängt vom Medium ab und kann durch die Dielektrizitätskonstante oder Permittivität des Mediums ausgedrückt werden.

ε=ε₀ à die Permittivität des Vakuums (8.85 ·10 ^-12 C² /N·m²)

Bei welchen Anwendungen können wir das Gesetz finden?

Dieses Gesetz findet sich zum Beispiel in verschiedenen Anwendungen wieder:

• Ein Elektromagnet

• Elektrische Motoren

• Atome

• Mit elektrostatischer Elektrizität aufgeladener Globus

Die Anwendung, bei der das Coulombsche Gesetz notwendig ist, ist die Untersuchung der kristallinen Struktur. Die Ionen in dieser kristallinen Struktur sind für den Ausgleich der elektrischen Kräfte verantwortlich. Mit Hilfe dieser Kräfte ist es möglich, eine einfachere Studie der Kristallstruktur zu erstellen, die wir benötigen.

Antiferromagnetismus

Der Antiferromagnetismus wurde 1930 von Louis Néel entdeckt, der von der Theorie des Ferromagnetismus ausging und feststellte, dass die Elektronen verschiedener Stoffe in den Atomen in entgegengesetzter Richtung ausgerichtet sind. Infolgedessen neutralisieren sich die Elektronen gegenseitig, sodass die magnetische Wirkung gleich null ist. Diese Ereignisse haben das antiferromagnetische Phänomen hervorgebracht. Im Jahr 1970 erhielt Louis Néel den Nobelpreis für Steuern.

El anti-ferromagnetismo se da en el momento en el que los electrones se ordenan en la mismaAntiferromagnetismus tritt auf, wenn die Elektronen einer gleichen Richtung, in entgegengesetzter Richtung angeordnet sind. Auf diese Weise heben sie sich gegenseitig auf, wenn sie, wie oben erwähnt, den gleichen absoluten Wert haben; wenn sie unterschiedliche absolute Werte haben, verringert sich dieser. dirección, pero con un sentido inverso.

Antiferromagnetische Ordnung

Im Gegensatz zum Ferromagnetismus tritt Antiferromagnetismus in Materialien auf, deren Domänen in entgegengesetzten Richtungen ausgerichtet sind. Darüber hinaus ist der Ferromagnetismus durch seinen Widerstand gegen die Magnetisierung gekennzeichnet.

Magnetische Materialien lassen sich je nach ihren Eigenschaften in mehrere Gruppen einteilen:

- Paramagnetismus

- Diamagnetismus

- Ferromagnetismus

- Ferrimagnetismus

- Antiferromagnetismus

Wie ferromagnetische und ferromagnetische Werkstoffe sind auch diese in magnetische Bereiche unterteilt.

Antiferromagnetische Eigenschaften

Antiferromagnetische Materialien haben ein magnetisches Moment von Null, das heißt im natürlichen Zustand dieser Materialien sind die magnetischen Momente der Atome entgegengesetzt, sodass sie sich gegenseitig aufheben. Das magnetische Moment ist der Betrag des Vektors, der die Stärke eines Magnetfeldes angibt.

Durch die Schaffung eines Magnetisierungswiderstandes nimmt das antimagnetische Material eine magnetischePermeabilität von mehr als 1 an. In gleicher Weise wird der Antiferromagnetismus durch Domänen verteilt, deren magnetische Momente ausgerichtet sind.

Néel-Temperatur

Die Néel-Temperatur ist die Temperatur, bei der das antiferromagnetische Material beginnt, die Wirkung der charakteristischen Eigenschaften des Antiferromagnetismus zu verlieren. Folglich werden sie in paramagnetische Materialien umgewandelt.

Im Folgenden sehen wir einige Beispiele für antiferromagnetische Materialien und ihre Néel-Temperatur.

Antiferromagnetische Materialien	Néel-Temperatur
Eisenoxid	198 k
Eisenoxid	73 k
Chrom	311 k
Manganoxid	116 k
Manganfluorid	67 k

Anwendungsgebiete von antiferromagnetischen Materialien

Antiferromagnetische Werkstoffe können für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, von denen die bekanntesten die Festplatten sind. Aufgrund dieser Art der Magnetisierung werden sie sie vor allem in der Technik eingesetzt.

Das Ohmsche Gesetz

Das Ohmsche Gesetz wurde von George Simon Ohm formuliert, der sich mit Elektrizität beschäftigte und nach mehreren Untersuchungen im Jahr 1827 dieses Gesetz entdeckte. Es bezieht sich auf die Größenordnungen von:

• Spannung
• Widerstand
• Intensität

Das von George Simon Ohm formulierte Gesetz besagt, dass die Intensität der elektrischenLadung - ausgedrückt in Ampere (A) -, die in einem Stromkreis zirkuliert, direkt proportional zu seiner elektrischenSpannung und gleichzeitig umgekehrt proportional zu seinem Widerstand ist. Angegeben wird dieses Gesetz, wie der Name schon sagt, in Ohm (Ω).

Wie kann man den Strom mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes berechnen?

Je nachdem welche Informationen wird haben, werden wir eine der folgenden Formeln anwenden:

I = V / R

V = I · R

R=V / I

• V =Spannung
• R = Widerstand
• I = Strom

Das Ohmsche Gesetz hilft uns, die Leistung eines Stromkreises zu bestimmen, da die Leistung die Multiplikation von Spannung und Strom ist. Ein Stromkreis besteht aus Atomen , die positiv oder negativ geladen sein können: Protonen (+) und Elektronen (-). Zusätzlich zu diesen beiden Atomen gibt es Neutronen, die eine neutrale Ladung haben. Hier können Sie einen solchen Stromkreis sehen:

Das Dreieck des ohmschen Gesetzes

DasDreieck des Ohmschen Gesetzes ist ein Trick, um sich die Formel zu merken. Wir müssen nur die Variable erfassen, die wir erhalten wollen.

Arten von Strömungen

Beim Gleichstrom (DC) handelt es sich um einen kontinuierlichen Fluss, d. h. einen konstanten Strom. Bei einem Wechselstrom (AC) kommt es, wie der Name schon sagt, in regelmäßigen Abständen zu Wechselstromspitzen.

Wir können den parallelen Strom ausmachen, der durch zwei Widerstände und zwei Pfade fließen kann.

Anwendung des Gesetzes

Das Ohm'sche Gesetz findet sich in jedem Gerät, das einen elektrischen Stromkreis enthält, sodass wir es in unserem täglichen Leben sowohl zu Hause als auch an anderen Orten, sei es in Innenräumen oder im Freien, anwenden können. Ein Beispiel für eine Anwendung, die wir in unserem täglichen Leben finden, ist der Kühlschrank. In dem Moment, in dem er an den elektrischen Strom angeschlossen wird und die Spannung erhält, die den Strom leitet, der zur Kühlung beiträgt, wird dieses Gesetz bereits angewendet.

Das elektromagnetische Spektrum

Das magnetische Spektrum wurde 1895 von Wilhelm Conrad Röntgen entdeckt und ist für die Erzeugung elektromagnetischer Strahlung in den Wellenlängen verantwortlich gewesen, die den Röntgenstrahlen entsprechen. Vor dem elektromagnetischen Spektrum gibt es das normale Spektrum, das 1666 von Isaac Newton entdeckt wurde, als er mehrere Linsen neben ein Prisma stellte und dadurch die verschiedenen Farben sehen konnte.

Das elektromagnetische Spektrum ist die Gesamtheit der Formen, in denen Strahlungsenergie vorkommt. Diese Gruppierung von Frequenzen oder Längen kann in elektromagnetische Strahlung unterteilt werden. Diese beiden Größen stehen im Verhältnis zur Lichtgeschwindigkeit.

C = konstant, d.h. 3,00 x 10⁸ m/s

λ= Wellenlänge

f = Frequenz

Je nachdem, was wir erreichen wollen, müssen wir nur den Buchstaben aus der Gleichung isolieren.

Arten oder Klassifizierung von elektromagnetischer Strahlung

Je nach Art der elektromagnetischen Strahlung kann das elektromagnetische Spektrum in zwei Gruppen unterteilt werden:

Ionisierende Strahlung:

• Röntgenstrahlen = längere Wellenlängen, die vor der ultravioletten Strahlung auftreten. Sie sind zum Beispiel im medizinischen Bereich zu finden, genauer gesagt in der Krebsbehandlung.
• Gammastrahlen = kürzere Wellenlängen und höhere Frequenzen. Diese Art des elektromagnetischen Spektrums findet sich zum Beispiel in der Kernenergie.

Nichtionisierende Strahlung:

• Ondas de radio = la frecuencia que se encuentra en este tipo espectro electromagnético es la más baja. Por ejemplo: internet.
• Microondas = su frecuencia oscila entre 300 MHz y 30 GHz. Por ejemplo: teléfono, móvil o microondas.
• Radiación infrarroja = es la fuente natural con más importancia del Sol, que nos transmite calor. Por ejemplo: la calefacción.
• Luz visible = espectro magnético detectable para los humanos. Por ejemplo: linternas.
• Ultravioleta = su radiación tiene lugar entre la luz visible y la radiación ultravioleta. Este tipo de espectro electromagnético es absorbido por las plantas, porque es la energía encargada de hacer la fotosíntesis.

Je nach den Eigenschaften der Lichtwellen gibt es verschiedene Farben:

Farbe	Wellenlänge in 10-9m	Frequenz (1012Hz)
Rot	780 – 622	384 – 482
Orange	622 – 597	482 – 503
Gelb	597 – 577	503 - 520
Grün	577 – 492	520 – 610
Blau	492 – 455	610 – 659
Violett	455 - 390	659 – 769

Anwendungsgebiete des elektromagnetischen Spektrums

Heutzutage können wir das elektromagnetische Spektrum in vielen Alltagsbereichen wiederfinden. Einige der häufigsten Anwendungen sind: Telekommunikation, Informationsübertragung und Radar.