Какво е електрически заряд в какви единици се измерва
История на откритията
Още в древността беше забелязано, че ако търкате кехлибар върху копринена материя, тогава камъкът ще започне да привлича леки предмети. Уилям Хилберт изучава тези експерименти до края на 16 век. В доклада за напредъка обектите, които могат да привлекат други тела, се наричат електрифицирани.
Следните открития през 1729 г. са направени от Чарлз Дюф, наблюдавайки поведението на телата по време на триенето им срещу различни въпроси. Така той доказа съществуването на два вида заряди: първият се образува чрез триене на смола върху вълна, а вторият - чрез триене на стъкло върху коприна. Следвайки логиката, той ги нарече „катран“ и „стъкло“. Бенджамин Франклин също изследва този въпрос и въведе концепциите за положителен и отрицателен заряд. На илюстрацията - Б. Франклин улавя мълния.
Чарлз Кулом, чийто портрет е изобразен по-долу, откри закона, който по-късно беше кръстен Висящо право, Той описа взаимодействието на две точкови заряди. Аз също успях да измеря стойността и измислих този торсионен баланс, за който ще обсъдим по-късно.
И в началото на миналия век Робърт Миликен в резултат на експериментите доказа своята дискретност. Това означава, че зарядът на всяко тяло е равен на цялото кратно на елементарния електрически заряд, а електронът е елементарен.
Теоретична информация
Електрически заряд е способността на телата да създават електромагнитно поле. Във физиката разделът за електростатиката изучава взаимодействията на неподвижните заряди спрямо избраната инерциална система.
Какво се измерва
Мерната единица в системата SI се нарича "Coulomb" - това е електрически заряд, преминаващ през напречно сечение на проводник от 1 ампер за 1 секунда.
Обозначението на буквата е Q или q. Може да приема както положителни, така и отрицателни стойности. Името е в чест на физика Чарлз Кулом, той изведе формула за намиране на силите на взаимодействие между тях, нарича се "Законът на Кулом":
В него q1, q2 са модулите за зареждане, r е разстоянието между тях, k е коефициентът на пропорционалност.
Формулата е подобна на закона на привличането, по принцип описва подобно взаимодействие. Има най-малка маса. Електрическият му заряд е отрицателен и е равен на:
-1.6 * 10 ^ (- 19) С
Позитронът е противоположната стойност на електрон, той също се състои от един положителен елементарен заряд.
Освен факта, че тя е дискретна, квантована или измерена на части, За него важи и Законът за запазване на таксите, който казва, че в затворена система таксите и на двата знака могат да възникнат само едновременно. Казано по-просто, алгебричната (като се вземат предвид знаците) сума на зарядите на частици и тела в затворена (изолирана) система винаги остава непроменена. Тя не се променя с времето или с движението на частица, тя е постоянна през живота си. Най-просто заредените частици са условно сравнени с електрически заряди.
Законът за запазване на електрическите заряди за първи път е потвърден от Майкъл Фарадей през 1843 година. Това е един от основните закони на физиката.
Проводници, полупроводници и диелектрици
В проводниците има много безплатни заряди. Те се движат свободно по цялото тяло. В полупроводниците почти няма свободни носители, но ако малко енергия се пренесе в тялото, те се образуват, в резултат на което тялото започва да провежда електрически ток, т.е. електрическите заряди започват да се движат. Диелектриците са вещества, при които броят на свободните носители е минимален, така че токът не може да тече през тях или може при определени условия, например, много високо напрежение.
Какво е взаимодействието
Електрическите заряди се привличат и отблъскват един от друг. Това е подобно на взаимодействието на магнити. Всеки знае, че ако разтриете владетел или топка писалка върху косата, тя ще се наелектризира. Ако в това състояние го донесете на хартията, тогава той ще се залепи за електрифицираната пластмаса. По време на електрификацията се извършва преразпределение на зарядите, така че на едната част на тялото те да станат по-големи, а на другата по-малко.
По същата причина понякога сте шокирани от вълнен пуловер или други хора, когато ги докоснете.
Заключение: електрическите заряди с един знак са склонни един към друг и с различни знаци се отблъскват взаимно. Те текат от едно тяло в друго, когато се докоснат едно до друго.
Методи за измерване
Има няколко начина за измерване на електрически заряд, нека разгледаме някои от тях. Измервателното устройство се нарича торсионен баланс.
Пенделните везни са торсионните везни на неговото изобретение. Въпросът е, че лек прът с две топки в краищата и една неподвижна заредена топка са окачени в съд върху кварцова нишка. Вторият край на конеца е фиксиран към капачката. Стационарната топка се отстранява, за да му кажете заряда, след което трябва да я инсталирате обратно в съда. След това частта, окачена на конеца, ще започне да се движи. На съда е отбелязана градуирана скала. Принципът на неговото действие се отразява във видеото.
Друго устройство за измерване на електрически заряд е електроскоп. Той, подобно на предишните, е стъклен съд с електрод, върху който са фиксирани два метални листа от фолио. Зареденото тяло се довежда до горния край на електрода, по протежение на който зарядът тече към фолиото, в резултат на което и двата листа се оказват с еднакъв заряд и започват да се отблъскват. Размерът на таксата се определя от това колко се отклоняват.
Електрометърът е друго измервателно устройство. Състои се от метален прът и въртяща се стрелка. Когато заредено тяло докосне електромера, зарядите се стичат надолу към пръта до стрелката, стрелката се отклонява и показва определена стойност на скалата.
В крайна сметка препоръчваме да гледате още едно полезно видео по темата:
Разгледахме важно физическо количество. Ученията за него значително разшириха познанията за електричеството като цяло. Приносът в науката и технологиите е доста значителен, а областта на приложение на тези знания също е свързана с медицината. Йонизаторите на въздух имат положителен ефект върху човешкото тяло: ускоряват процеса на доставяне на кислород от въздуха към клетките. Пример за такова устройство е полилеят Чижевски.Сега знаете какво е електрически заряд и как се измерва.
Свързани материали:
Зареждане...
