Τι είναι ένα ηλεκτρικό φορτίο σε ποιες μονάδες μετράται
Ιστορικό ανακάλυψης
Ακόμα και στην αρχαιότητα, παρατηρήθηκε ότι αν τρίβετε κεχριμπάρι σε μετάξι, τότε η πέτρα θα αρχίσει να προσελκύει ελαφριά αντικείμενα. Ο William Hilbert μελέτησε αυτά τα πειράματα μέχρι τα τέλη του 16ου αιώνα. Στην αναφορά προόδου, αντικείμενα που μπορούν να προσελκύσουν άλλα σώματα ονομάζονται ηλεκτροκίνητα.
Οι ακόλουθες ανακαλύψεις το 1729 έγιναν από τον Charles Dufe, παρατηρώντας τη συμπεριφορά των σωμάτων κατά τη διάρκεια της τριβής τους σε διαφορετικά θέματα. Έτσι, απέδειξε την ύπαρξη δύο τύπων φορτίων: το πρώτο σχηματίζεται από την τριβή της ρητίνης στο μαλλί και το δεύτερο από την τριβή του γυαλιού στο μετάξι. Ακολουθώντας τη λογική, τους ονόμασε «πίσσα» και «γυαλί». Ο Benjamin Franklin διερεύνησε επίσης αυτό το ζήτημα και εισήγαγε τις έννοιες του θετικού και του αρνητικού φορτίου. Στην εικόνα - ο B. Franklin πιάνει κεραυνό.
Ο Charles Coulomb, του οποίου το πορτρέτο απεικονίζεται παρακάτω, ανακάλυψε τον νόμο, ο οποίος αργότερα ονομάστηκε Κρεμαστό νόμο. Περιέγραψε την αλληλεπίδραση δύο σημείων. Ήμουν επίσης σε θέση να μετρήσω την αξία και επινόησα για αυτήν την ισορροπία στρέψης, την οποία θα συζητήσουμε αργότερα.
Και στις αρχές του περασμένου αιώνα, ο Robert Milliken, ως αποτέλεσμα των πειραμάτων, απέδειξε τη διακριτικότητά τους. Αυτό σημαίνει ότι το φορτίο κάθε σώματος είναι ίσο με το πλήρες πολλαπλό του στοιχειώδους ηλεκτρικού φορτίου και το ηλεκτρόνιο είναι στοιχειώδες.
Θεωρητικές πληροφορίες
Ένα ηλεκτρικό φορτίο είναι η ικανότητα των σωμάτων να δημιουργούν ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Στη φυσική, το τμήμα ηλεκτροστατικής μελετά τις αλληλεπιδράσεις ακίνητων φορτίων σε σχέση με το επιλεγμένο αδρανειακό σύστημα.
Τι μετράται
Η μονάδα μέτρησης στο σύστημα SI ονομάζεται "Coulomb" - αυτό είναι ένα ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται από τη διατομή του αγωγού 1 Αμπέρ σε 1 δευτερόλεπτο.
Η ονομασία του γράμματος είναι Q ή q. Μπορεί να πάρει τόσο θετικές όσο και αρνητικές τιμές. Το όνομα είναι προς τιμήν του φυσικού Τσαρλς Κουλούμπ, προήλθε ένας τύπος για την εύρεση των δυνάμεων αλληλεπίδρασης μεταξύ τους, ονομάζεται «Νόμος του Κουλούμπ»:
Σε αυτό, q1, q2 είναι οι μονάδες φόρτισης, το r είναι η απόσταση μεταξύ τους, το k είναι ο συντελεστής αναλογικότητας.
Ο τύπος είναι παρόμοιος με τον νόμο της έλξης, περιγράφει κατ 'αρχήν μια παρόμοια αλληλεπίδραση. Έχει τη μικρότερη μάζα. Το ηλεκτρικό φορτίο του είναι αρνητικό και ισούται με:
-1,6 * 10 ^ (- 19) Γ
Ένα ποζιτρόνιο είναι η αντίθετη τιμή με ένα ηλεκτρόνιο · αποτελείται επίσης από ένα θετικό στοιχειώδες φορτίο.
Εκτός από το γεγονός ότι είναι διακριτός, ποσοτικοποιείται ή μετριέται σε τμήματα, ισχύει και ο Νόμος περί διατήρησης των χρεώσεων, ο οποίος λέει ότι σε ένα κλειστό σύστημα, οι χρεώσεις και των δύο σημείων μπορούν να συμβούν μόνο ταυτόχρονα. Με απλά λόγια, το αλγεβρικό άθροισμα των φορτίων σωματιδίων και σωμάτων σε ένα κλειστό (απομονωμένο) σύστημα παραμένει αμετάβλητο. Δεν αλλάζει με το χρόνο ή με την κίνηση ενός σωματιδίου, είναι σταθερό κατά τη διάρκεια της ζωής του. Τα απλούστερα φορτισμένα σωματίδια συγκρίνονται συμβατικά με ηλεκτρικά φορτία.
Ο νόμος για τη διατήρηση των ηλεκτρικών φορτίων επιβεβαιώθηκε για πρώτη φορά από τον Michael Faraday το 1843. Αυτός είναι ένας από τους θεμελιώδεις νόμους της φυσικής.
Αγωγοί, ημιαγωγοί και διηλεκτρικά
Υπάρχουν πολλές δωρεάν χρεώσεις στους αγωγούς. Κινούνται ελεύθερα σε όλο το σώμα. Δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου ελεύθεροι φορείς στους ημιαγωγούς, αλλά εάν μεταφερθεί λίγη ενέργεια στο σώμα, σχηματίζονται, με αποτέλεσμα το σώμα να αρχίζει να εκπέμπει ηλεκτρικό ρεύμα, δηλ. τα ηλεκτρικά φορτία αρχίζουν να κινούνται. Τα διηλεκτρικά είναι ουσίες όπου ο αριθμός των ελεύθερων φορέων είναι ελάχιστος, επομένως το ρεύμα δεν μπορεί να ρέει μέσω αυτών ή μπορεί, υπό ορισμένες συνθήκες, για παράδειγμα, πολύ υψηλή τάση.
Ποια είναι η αλληλεπίδραση
Τα ηλεκτρικά φορτία έλκονται και απωθούνται το ένα από το άλλο. Αυτό είναι παρόμοιο με την αλληλεπίδραση των μαγνητών. Όλοι γνωρίζουν ότι αν τρίψετε ένα χάρακα ή ένα στυλό στα μαλλιά σας, θα ηλεκτροδοτηθεί. Εάν σε αυτήν την κατάσταση το φέρετε στο χαρτί, τότε θα κολλήσει στο ηλεκτρικό πλαστικό. Κατά τη διάρκεια της ηλεκτροκίνησης, γίνεται αναδιανομή των φορτίων, έτσι ώστε στο ένα μέρος του σώματος να γίνεται μεγαλύτερο και στο άλλο λιγότερο.
Για τον ίδιο λόγο, μερικές φορές σοκαριστείτε από ένα μάλλινο πουλόβερ ή από άλλους ανθρώπους όταν τους αγγίζετε.
Συμπέρασμα: τα ηλεκτρικά φορτία με ένα σημάδι τείνουν το ένα στο άλλο, και με διαφορετικά σημάδια απωθούν μεταξύ τους. Ρέουν από το ένα σώμα στο άλλο όταν αγγίζουν το ένα το άλλο.
Μέθοδοι μέτρησης
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου, ας δούμε μερικούς από αυτούς. Η συσκευή μέτρησης ονομάζεται ισορροπία στρέψης.
Οι Κλίμακες Κρεμαστών είναι οι κλίμακες στρέψης της εφεύρεσής του. Το θέμα είναι ότι μια ελαφριά ράβδος με δύο μπάλες στα άκρα και μια σταθερή φορτισμένη μπάλα αναρτώνται σε ένα δοχείο σε ένα νήμα χαλαζία. Το δεύτερο άκρο του νήματος στερεώνεται στο καπάκι. Η σταθερή μπάλα αφαιρείται για να της πει την φόρτιση, μετά από αυτό πρέπει να την εγκαταστήσετε ξανά στο σκάφος. Μετά από αυτό, το τμήμα που έχει αναρτηθεί στο νήμα θα αρχίσει να κινείται. Μια βαθμολογημένη κλίμακα σημειώνεται στο σκάφος. Η αρχή της δράσης του αντικατοπτρίζεται στο βίντεο.
Μια άλλη συσκευή μέτρησης ηλεκτρικού φορτίου είναι ένα ηλεκτροσκόπιο. Όπως και τα προηγούμενα, είναι ένα γυάλινο δοχείο με ηλεκτρόδιο στο οποίο στερεώνονται δύο μεταλλικά φύλλα αλουμινίου. Το φορτισμένο σώμα φέρεται στο άνω άκρο του ηλεκτροδίου, κατά μήκος του οποίου το φορτίο ρέει στο φύλλο, ως αποτέλεσμα, και τα δύο φύλλα θα φορτιστούν με το ίδιο όνομα και θα αρχίσουν να απωθούν. Το ποσό της χρέωσης καθορίζεται από το πόσο αποκλίνουν.
Ένα ηλεκτρόμετρο είναι μια άλλη συσκευή μέτρησης. Αποτελείται από μεταλλική ράβδο και περιστρεφόμενο βέλος. Όταν ένα φορτισμένο σώμα αγγίζει το ηλεκτρόμετρο, τα φορτία ρέουν κάτω από τη ράβδο στο βέλος, το βέλος αποκλίνει και δείχνει μια συγκεκριμένη τιμή στην κλίμακα.
Στο τέλος, προτείνουμε να παρακολουθήσετε ένα άλλο χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα:
Εξετάσαμε μια σημαντική φυσική ποσότητα. Οι διδασκαλίες για αυτό έχουν επεκτείνει σημαντικά τη γνώση της ηλεκτρικής ενέργειας γενικά. Η συμβολή στην επιστήμη και την τεχνολογία είναι αρκετά σημαντική και το πεδίο εφαρμογής αυτής της γνώσης σχετίζεται επίσης με την ιατρική. Οι ιονιστές αέρα έχουν θετική επίδραση στο ανθρώπινο σώμα: επιταχύνουν τη διαδικασία παροχής οξυγόνου από τον αέρα στα κύτταρα. Ένα παράδειγμα μιας τέτοιας συσκευής είναι ο πολυέλαιος Chizhevsky.Τώρα ξέρετε τι είναι ένα ηλεκτρικό φορτίο και πώς μετράται.
Σχετικά υλικά:
Φόρτωση...
