ما هي الشحنة الكهربائية في الوحدات التي يتم قياسها
تاريخ الاكتشاف
حتى في العصور القديمة ، لوحظ أنه إذا قمت بفرك الكهرمان على مادة الحرير ، فإن الحجر سيبدأ في جذب الأشياء الخفيفة. درس ويليام هيلبرت هذه التجارب حتى نهاية القرن السادس عشر. في تقرير التقدم ، تسمى الأشياء التي يمكن أن تجذب أجسام أخرى مكهربة.
الاكتشافات التالية في عام 1729 قام بها تشارلز دوف ، راقبًا سلوك الجثث خلال احتكاكهم ضد أمور مختلفة. وهكذا ، أثبت وجود نوعين من الشحنات: الأول يتكون من احتكاك الراتنج على الصوف ، والثاني بواسطة احتكاك الزجاج على الحرير. باتباع المنطق ، أطلق عليهم اسم "القطران" و "الزجاج". قام بنجامين فرانكلين أيضًا بالتحقيق في هذه المسألة وعرض مفاهيم الشحن الإيجابي والسلبي. في الرسم التوضيحي - ب.فرانكلين يمسك البرق.
اكتشف تشارلز كولومب ، الذي تم تصوير صورته أدناه ، القانون ، الذي تم تسميته لاحقًا قانون المعلقة. ووصف التفاعل بين نقطتين. كما تمكنت من قياس القيمة واختراع توازن التوازن هذا ، والذي سنناقشه لاحقًا.
وفي بداية القرن الماضي ، أثبت روبرت ميلين ، نتيجة للتجارب ، تفردها. هذا يعني أن شحنة كل جسم تساوي المضاعف الكامل للشحنة الكهربائية الأولية ، والإلكترون أساسي.
معلومات نظرية
الشحنة الكهربائية هي قدرة الأجسام على إنشاء مجال كهرومغناطيسي. في الفيزياء ، يدرس قسم الكهرباء الساكنة تفاعلات الشحنات غير المتحركة بالنسبة لنظام القصور الذاتي المحدد.
ما يقاس
وحدة القياس في نظام SI تسمى "Coulomb" - وهي شحنة كهربائية تمر عبر المقطع العرضي لموصل 1 أمبير في 1 ثانية.
تعيين الحرف هو Q أو q. يمكن أن يأخذ كل من القيم الإيجابية والسلبية. الاسم تكريمًا للفيزيائي تشارلز كولومب ، اشتق صيغة لإيجاد قوى التفاعل بينهما ، ويسمى "قانون كولوم":
في ذلك ، q1 ، q2 هي وحدات الشحن ، و r هي المسافة بينهما ، و k هو معامل التناسب.
الصيغة مشابهة لقانون الجذب ، من حيث المبدأ ، تصف تفاعلًا مشابهًا. لديها أصغر كتلة. شحنتها الكهربائية سالبة وتساوي:
-1.6 * 10 ^ (- 19) ج
البوزيترون هو القيمة المعاكسة للإلكترون ؛ ويتكون أيضًا من شحنة أولية موجبة.
إلى جانب كونه قانونًا منفصلاً أو تم قياسه أو قياسه في أجزاء ، فإن قانون الحفاظ على الرسوم صالح أيضًا له ، والذي ينص على أنه في نظام مغلق يمكن أن تحدث كلتا العلامتين في وقت واحد فقط. بعبارات بسيطة ، يظل مجموع الجبر (مع مراعاة العلامات) لشحنات الجسيمات والأجسام في نظام مغلق (معزول) ثابتًا دائمًا. لا يتغير بمرور الوقت أو بحركة الجسيمات ؛ فهو ثابت خلال حياته. تتم مقارنة أبسط الجسيمات المشحونة تقليديًا بالشحنات الكهربائية.
تم تأكيد قانون الحفاظ على الشحنات الكهربائية لأول مرة بواسطة مايكل فاراداي في عام 1843. هذا هو أحد القوانين الأساسية للفيزياء.
الموصلات وأشباه الموصلات والعوازل
هناك العديد من الرسوم المجانية في الموصلات. يتحركون بحرية في جميع أنحاء الجسم. لا توجد تقريبًا أي ناقلات حرة في أشباه الموصلات ، ولكن إذا تم نقل القليل من الطاقة إلى الجسم ، يتم تشكيلها ، ونتيجة لذلك يبدأ الجسم في إجراء تيار كهربائي ، أي تبدأ الشحنات الكهربائية في التحرك. العوازل هي مواد يكون فيها عدد الناقلات الحرة ضئيلًا ، لذلك لا يمكن للتيار أن يتدفق من خلالها أو يمكن ، في ظروف معينة ، على سبيل المثال ، جهد عالي جدًا.
ما هو التفاعل
يتم جذب الشحنات الكهربائية وصدها من بعضها البعض. هذا مشابه لتفاعل المغناطيس. يعلم الجميع أنه إذا قمت بفرك مسطرة أو قلم حبر جاف على شعرك ، فسيصبح مكهربًا. إذا قمت في هذه الحالة بإحضارها إلى الورق ، فسوف تلتصق بالبلاستيك المكهرب. أثناء الكهرباء ، تحدث إعادة توزيع الشحنات ، بحيث تصبح أكبر في جزء واحد من الجسم ، وفي الجزء الآخر أقل.
لنفس السبب ، تصاب أحيانًا بصدمة من سترة صوفية أو أشخاص آخرين عند لمسهم.
استنتاج: تميل الشحنات الكهربائية مع علامة واحدة إلى بعضها البعض ، ومع علامات مختلفة تتنافر. يتدفقون من جسد لآخر عندما يلمسوا بعضهم البعض.
طرق القياس
هناك عدد من الطرق لقياس الشحنة الكهربائية ، فلنلقِ نظرة على بعضها. جهاز القياس يسمى توازن الالتواء.
موازين قلادة هي موازين الالتواء لاختراعه. النقطة هي أن قضيبًا خفيفًا به كرتان في نهايته وكرة مشحونة ثابتة معلقة في وعاء على خيط كوارتز. يتم تثبيت الطرف الثاني من الخيط على الغطاء. تتم إزالة الكرة الثابتة لإخباره بالشحنة ، وبعد ذلك تحتاج إلى تثبيتها مرة أخرى في السفينة. بعد ذلك ، سيبدأ الجزء المعلق على الخيط في التحرك. يتم وضع مقياس متدرج على السفينة. ينعكس مبدأ عملها في الفيديو.
جهاز آخر لقياس الشحنة الكهربائية هو المكشاف الكهربائي. وهي ، مثل سابقتها ، عبارة عن وعاء زجاجي مزود بقطب كهربائي مثبت عليه صفحتان معدنيتان من رقائق معدنية. يتم جلب الجسم المشحون إلى الطرف العلوي من القطب ، حيث تتدفق الشحنة على الرقاقة ، ونتيجة لذلك ، سيتم شحن كلا الأوراق بنفس الاسم وتبدأ في صدها. يتم تحديد مقدار الرسوم حسب مقدار الانحراف.
مقياس كهربائي هو جهاز قياس آخر. يتكون من قضيب معدني وسهم دوار. عندما يلمس جسم مشحون مقياس التيار الكهربائي ، تتدفق الشحنات لأسفل القضيب إلى السهم ، ينحرف السهم ويشير إلى قيمة معينة على المقياس.
في النهاية ، نوصي بمشاهدة فيديو مفيد آخر حول الموضوع:
فحصنا كمية مادية مهمة. لقد وسّعت التعاليم المتعلقة بها بشكل كبير المعرفة بالكهرباء بشكل عام. إن المساهمة في العلم والتكنولوجيا مهمة للغاية ، كما يرتبط مجال تطبيق هذه المعرفة بالطب. مؤينات الهواء لها تأثير إيجابي على جسم الإنسان: فهي تسرع عملية توصيل الأكسجين من الهواء إلى الخلايا. مثال على هذا الجهاز هو الثريا Chizhevsky.الآن أنت تعرف ما هي الشحنة الكهربائية وكيف يتم قياسها.
المواد ذات الصلة:
جار التحميل ...
