¿Qué es una carga eléctrica en qué unidades se mide?
Historia de descubrimiento
Incluso en la antigüedad se notó que si frotaba ámbar sobre materia de seda, la piedra comenzaría a atraer objetos ligeros. William Hilbert estudió estos experimentos hasta finales del siglo XVI. En el informe de progreso, los objetos que pueden atraer otros cuerpos se llaman electrificados.
Los siguientes descubrimientos en 1729 fueron hechos por Charles Dufe, observando el comportamiento de los cuerpos durante su fricción contra diferentes asuntos. Así, demostró la existencia de dos tipos de cargas: las primeras están formadas por la fricción de la resina sobre la lana, y la segunda por la fricción del vidrio sobre la seda. Siguiendo la lógica, los llamó "alquitrán" y "vidrio". Benjamin Franklin también investigó este problema e introdujo los conceptos de carga positiva y negativa. En la ilustración, B. Franklin atrapa un rayo.
Charles Coulomb, cuyo retrato se muestra a continuación, descubrió la ley, que más tarde se llamó Ley pendiente. Describió la interacción de dos cargas puntuales. También pude medir el valor e inventé para este equilibrio de torsión, que discutiremos más adelante.
Y a principios del siglo pasado, Robert Milliken, como resultado de los experimentos, demostró su discreción. Esto significa que la carga de cada cuerpo es igual al múltiplo entero de la carga eléctrica elemental, y el electrón es elemental.
Información teórica
Una carga eléctrica es la capacidad de los cuerpos para crear un campo electromagnético. En física, la sección de electrostática estudia las interacciones de las cargas inmóviles en relación con el sistema inercial elegido.
Lo que se mide
La unidad de medida en el sistema SI se llama "Coulomb": esta es una carga eléctrica que pasa a través de una sección transversal del conductor de 1 amperio en 1 segundo.
La designación de la letra es Q o q. Puede tomar valores tanto positivos como negativos. El nombre es en honor del físico Charles Coulomb, derivó una fórmula para encontrar las fuerzas de interacción entre ellos, se llama la "Ley de Coulomb":
En él, q1, q2 son los módulos de carga, r es la distancia entre ellos, k es el coeficiente de proporcionalidad.
La fórmula es similar a la ley de atracción, en principio, describe una interacción similar. Tiene la masa más pequeña. Su carga eléctrica es negativa y es igual a:
-1,6 * 10 ^ (- 19) C
Un positrón es el valor opuesto a un electrón; también consta de una carga elemental positiva.
Además del hecho de que es discreto, cuantificado o medido en porciones, la Ley de conservación de las cargas también es válida para ello, que dice que en un sistema cerrado las cargas de ambos signos pueden ocurrir solo simultáneamente. En términos simples, la suma algebraica (teniendo en cuenta los signos) de las cargas de partículas y cuerpos en un sistema cerrado (aislado) siempre permanece sin cambios. No cambia con el tiempo ni con el movimiento de una partícula; es constante durante su vida útil. Las partículas cargadas más simples se comparan convencionalmente con las cargas eléctricas.
La ley de conservación de las cargas eléctricas fue confirmada por primera vez por Michael Faraday en 1843. Esta es una de las leyes fundamentales de la física.
Conductores, semiconductores y dieléctricos
Hay muchos cargos gratuitos en conductores. Se mueven libremente por todo el cuerpo. Casi no hay portadores libres en los semiconductores, pero si se transfiere un poco de energía al cuerpo, se forman, como resultado de lo cual el cuerpo comienza a conducir una corriente eléctrica, es decir. Las cargas eléctricas comienzan a moverse. Los dieléctricos son sustancias donde el número de portadores libres es mínimo, por lo que la corriente no puede fluir a través de ellos o puede, bajo ciertas condiciones, por ejemplo, un voltaje muy alto.
Cual es la interacción
Las cargas eléctricas son atraídas y repelidas entre sí. Esto es similar a la interacción de los imanes. Todos saben que si frotas una regla o un bolígrafo sobre tu cabello, se electrificará. Si en este estado lo lleva al papel, se adherirá al plástico electrificado. Durante la electrificación, se produce la redistribución de las cargas, de modo que en una parte del cuerpo se hacen más grandes y en la otra menos.
Por la misma razón, a veces te sorprende un suéter de lana u otras personas cuando los tocas.
Conclusión las cargas eléctricas con un signo se tienden entre sí, y con signos diferentes se repelen entre sí. Fluyen de un cuerpo a otro cuando se tocan.
Métodos de medición
Hay varias formas de medir la carga eléctrica, veamos algunas de ellas. El dispositivo de medición se llama equilibrio de torsión.
Las escalas colgantes son las escalas de torsión de su invención. El punto es que una varilla ligera con dos bolas en los extremos y una bola cargada estacionaria se suspende en un recipiente con un hilo de cuarzo. El segundo extremo del hilo está fijado a la tapa. La bola estacionaria se retira para indicarle la carga, después de lo cual debe volver a instalarla en el recipiente. Después de eso, la parte suspendida en el hilo comenzará a moverse. Una escala graduada está marcada en el recipiente. El principio de su acción se refleja en el video.
Otro dispositivo para medir la carga eléctrica es un electroscopio. Es, como los anteriores, un recipiente de vidrio con un electrodo en el que se fijan dos láminas de papel de aluminio. El cuerpo cargado se lleva al extremo superior del electrodo, a lo largo del cual la carga fluye hacia la lámina, como resultado de lo cual ambas hojas resultan tener la misma carga y comienzan a repeler. La cantidad de carga está determinada por cuánto se desvían.
Un electrómetro es otro dispositivo de medición. Consiste en una varilla de metal y una flecha giratoria. Cuando un cuerpo cargado toca el electrómetro, las cargas fluyen por la barra hacia la flecha, la flecha se desvía e indica un cierto valor en la escala.
Al final, recomendamos ver otro video útil sobre el tema:
Examinamos una cantidad física importante. Las enseñanzas al respecto han ampliado significativamente el conocimiento de la electricidad en general. La contribución a la ciencia y la tecnología es bastante significativa, y el campo de aplicación de este conocimiento también está relacionado con la medicina. Los ionizadores de aire tienen un efecto positivo en el cuerpo humano: aceleran el proceso de entrega de oxígeno del aire a las células. Un ejemplo de tal dispositivo es la lámpara de araña Chizhevsky.Ahora ya sabe qué es una carga eléctrica y cómo se mide.
Materiales relacionados:
Cargando ...
