Kulonov zakon

Univerzitet u Novom Sadu

Tehnički fakultet „Mihajlo Pupin“

Zrenjanin

KULONOV ZAKON

-

seminarski rad-

Predmet: Elektrotehnika sa elektronikom

Profesor: dr Vjekoslav Sajfert

Student Aleksandra Matić

Broj indeksa: 27/14

Smer: Inženjerski menadžment

Zrenjanin, 2015. godina

SADRŽAJ

1. UVOD...........................................................................................................................................1
2. ISTORIJA.......................................................................................................................................2
3. KULONOV ZAKON........................................................................................................................4

3.1 Jedinice...................................................................................................................................4
3.2 Električno polje......................................................................................................................5
3.3 Kulonova konstanta...............................................................................................................6
3.4 Stanje punovažnosti...............................................................................................................6

4. Skalarni oblik................................................................................................................................7
5. Vektorski oblik.............................................................................................................................8

5.1 Sistem izolovanih naelektrisanja............................................................................................8
5.2 Neprekidna raspodela naelektrisanja....................................................................................9

6. Jednostavan eksperiment za proveru Kulonovog zakona.........................................................10
Zaključak........................................................................................................................................12
Literatura.......................................................................................................................................13

1

1. UVOD

Jednostavnim   eksperimentom   može   se   pokazati   da   kao   rezultat   međusobnog   trljanja 

(trenja)   neki   materijali   pokazuju   svojstvo   koje   se   naziva   elektricitet   (od   grčke   reči 

elektron). Ako na primer trljamo  tapić od jantara (plemenita smola) vunenom krpom,

ṧ

natrljani  tapić pokazuje svojstvo privlačenja sitnih predmeta, kao  to su komadići papira.

ṧ

ṧ

Sličan   fenomen   iskazivanja   privlačne   sile   pokazuje   i   stakleni   tap   natrljan   svilenom

ṧ

krpom.Kao   rezultat   trenja   javlja   se   električna   interakcija   tj.Električna   sila   koja   može 

nadvladati silu gravitacije. Za razliku od sile gravitacije koja je uvek privlačna, rezultat 

električne interakcije naelektrisanih tela može biti privlačna ili odbojna sila. Na Primer, dva 

prethodno   natrljana   staklena   tapa   međusobno   se   odbijaju.   Temeljem   spomenutih

ṧ

eksperimenata može se zaključiti kako postoje dve vrste naelektrisanja. Američki fizičar B. 

Frenklin smatrao je elektricitet jedinstvenim fluidom koji je imanentan svakoj materiji i 

koji onda može prelaziti s jednog tela na drugo.Sa obzirom na tadašnja znanja zaključak je 

bio logičan, ali kako se kasnije pokazalo, neispravan. Ne radi se o fluidu, nego je stvarni 

uzrok stvaranja statičkog elektriciteta trenjem u unutrašnjoj strukturi materije.Frenklina 

ovde spominjemo, jer je uveo pojmove pozitivnog i negativnog elektriciteta. Pri tom je 

smatrao da je telo pozitivno elektrisano, ako mu je količina elektriciteta veća od normalne, 

odnosno negativno za količinu elektriciteta manju od normalne.

Eksperimenti pokazuju da sile izmedu električnih opterećenja nisu iste kada opterećenja 

miruju i kada se kreću u odnosu na posmatrača. Najprostiji slučaj je kada sva opterećenja 

makroskopski miruju. (naravno, na mikroskopskoj skali takvo stanje ne postoji.).

2

2. ISTORIJA

Drevne kulture širom Mediterana su znale da pojedini objekti, kao što su šipke od ćilibara, 

pri trljanju sa mačjim krznom mogu da privuku lake predmete poput perja. Tales iz Mileta 

je 600 godina pre nove ere vršio oglede vezane za statički elektricitet. Iz proučavanja je 

zaključio da neki materijali, kao mineral magnetita, sami pokazuju magnetne osobine, dok 

je neke materijale da bi pokazali magnetne osobine potrebno prethodno utrljati, te da se 

tako   ćilibar   namagnetisava   utrljavanjem,   tj.   trenjem.   Tales   je   pogrešio   verujući   da   se 

privlačnost događa zbog magnetnog dejstva, jer će kasnije nauka dokazati vezu između 

magnetizma i elektriciteta.

Struja će ostati nešto više od intelektualne radoznalosti milenijumima, sve do 1600. godine, 

kada je engleski naučnik Vilijam Gilbert uspeo pažljivim proučavanjem elektriciteta i 

magnetizma, da napravi razliku između magnetizma i statičkog elektriciteta proizvedenog 

trljanjem ćilibarom. On je izmislio novu latinsku reč lectricus (u direktnom prevodu od 

ćilibara ili poput ćilibara, iz grčke reči za ćilibar 

 [elektron]). Ta reč se odnosila 

ηλεκτρον

na osobinu privlačenja malih objekata nakon trenja. To je asociralo Tomasa Brauna da u 

svojoj knjizi „Pseudodoxia Epidemica“ 1646. godine po prvi put 

u istoriji koristi engleske reči električni i struja.

Slika 1

.Šarl-Ogisten de Kulon

Pojedini naučnici sa početka 18. veka su sumnjali da električna sila, poput gravitacione, se 

smanjuje   sa   distancom   (tj.,   da   je   obrnuto   srazmerna   kvadratu   rastojanja)   uključujući 

Danijela Bernulija i Alesandra Volta. Obojica su merila silu između ploče kondenzatora, a 

Franc Epinus koji je objavio inverzno-kvadratni zakon u 1758.godini.

Na osnovu eksperimenata na naelektrisanim sferama, Džozef Pristli u Engleskoj bio je 

među prvima koji predlaže da električna snaga prati inverzno-kvadratni zakon , sličan 

Njutnovom zakonu univerzalne gravitacije. Međutim, on nije generalizovao ili razradio ovo. 

U   1767.godini,   on   je   pretpostavio   da   sila   između   dva   punjenja   varira   kao   obrnutom 

kvadratu rastojanja.

U   1769,   škotski   fizičar   Džon   Robison   je   najavio   da,   prema   njegovim   merenjima,   sila 

odbijanja između dve sfere sa istim znakom varira kao x -2.06.