Mikä on sähkövaraus missä yksiköissä se mitataan
Löytöhistoria
Jo antiikin ajanjaksossa havaittiin, että jos hankaat meripihkaa silkkiaineeseen, kivi alkaa houkutella kevyitä esineitä. William Hilbert tutki näitä kokeita 1500-luvun loppuun saakka. Edistymisraportissa esineitä, jotka voivat houkutella muita elimiä, kutsutaan sähköistetyiksi.
Seuraavat löytöjä vuonna 1729 teki Charles Dufe, tarkkailemalla vartaloiden käyttäytymistä kitkansa aikana eri asioita vastaan. Siten hän todisti kahden tyyppisten varausten olemassaolon: ensimmäinen muodostuu hartsin kitkalla villaan ja toinen lasin kitkalla silkkiin. Logiikan mukaisesti hän kutsui heitä tervaksi ja lasiksi. Benjamin Franklin tutki myös tätä asiaa ja esitteli positiivisen ja negatiivisen varauksen käsitteet. Kuvassa - B. Franklin tarttuu salamaan.
Charles Coulomb, jonka muotokuva on kuvattu alla, löysi lain, joka myöhemmin nimettiin Riipuslaki. Hän kuvasi kahden pistevarauksen vuorovaikutusta. Pystyin myös mittaamaan arvon ja keksin tämän vääntötasapainon, josta keskustellaan myöhemmin.
Ja viimeisen vuosisadan alussa Robert Milliken näytti kokeilujen tuloksena heidän diskreettisuutensa. Tämä tarkoittaa, että kunkin kehon varaus on yhtä suuri kuin elementaarisen sähkövarauksen koko monikerta ja elektroni on elementaarinen.
Teoreettinen tieto
Sähkövaraus on elinten kyky luoda sähkömagneettinen kenttä. Fysiikassa sähköstaattinen osa tutkii liikkumattomien varausten vuorovaikutusta valittuun inertiaalijärjestelmään nähden.
Mitä mitataan
SI-järjestelmän mittayksikköä kutsutaan "Coulomb" - tämä on sähkövaraus, joka kulkee johtimen poikkileikkauksen 1 ampeerin läpi sekunnissa.
Kirjaintunnus on Q tai q. Se voi ottaa sekä positiivisia että negatiivisia arvoja. Nimi on fyysikko Charles Coulombin kunnia. Hän johdetti kaavan niiden välisten vuorovaikutusvoimien löytämiseksi, sitä kutsutaan "Coulombin lakiksi":
Siinä q1, q2 ovat latausmoduuleja, r on niiden välinen etäisyys, k on suhteellisuuskerroin.
Kaava on samanlainen kuin vetovoimalaki, periaatteessa se kuvaa samanlaista vuorovaikutusta. Sen massa on pienin. Sen sähkövaraus on negatiivinen ja se on yhtä suuri kuin:
-1,6 * 10 ^ (- 19) C
Positron on elektronille päinvastainen arvo; se koostuu myös yhdestä positiivisesta alkuainevarauksesta.
Sen lisäksi, että se on diskreetti, kvantisoitu tai mitattu erissä, siihen pätee myös latauksien säilyttämislaki, jonka mukaan molemmat merkit voivat maksaa suljetussa järjestelmässä vain samanaikaisesti. Yksinkertaisesti sanottuna, hiukkasten ja kappaleiden varausten algebrallinen (ottaen merkit huomioon) summa suljetussa (eristetyssä) järjestelmässä pysyy aina muuttumattomana. Se ei muutu ajan myötä tai hiukkasen liikkeen mukana, se on vakio elinaikanaan. Yksinkertaisimpia varautuneita hiukkasia verrataan tavanomaisesti sähkövarauksiin.
Michael Faraday vahvisti sähkölatausten säilyttämislain ensimmäisen kerran vuonna 1843. Tämä on yksi fysiikan peruslakeista.
Johtimet, puolijohteet ja dielektrikot
Johtimissa on paljon ilmaisia latauksia. Ne liikkuvat vapaasti kehossa. Puolijohteissa ei melkein ole vapaita kantajia, mutta jos kehoon siirtyy vähän energiaa, ne muodostuvat, minkä seurauksena elin alkaa johtaa sähkövirtaa, ts. sähkövaraukset alkavat liikkua. Dielektrikot ovat aineita, joissa vapaiden kantajien lukumäärä on minimaalinen, joten virta ei voi virrata niiden läpi tai voi tietyissä olosuhteissa, esimerkiksi erittäin korkea jännite.
Mikä on vuorovaikutus
Sähkövaraukset houkutellaan ja hylätään toisistaan. Tämä on samanlainen kuin magneettien vuorovaikutus. Kaikki tietävät, että jos hankaat hallitsijaa tai kuulakärkikynää hiuksillesi, se kiristyy. Jos tuomit sen tässä tilassa paperille, se tarttuu sähköistettyyn muoviin. Sähköistymisen aikana tapahtuu varausten uudelleenjakautumista siten, että yhdestä kehon osasta ne suurenevat ja toiselta vähemmän.
Samasta syystä olet joskus järkyttynyt villapaitasta tai muista ihmisistä, kun kosketat heihin.
johtopäätös: yhdellä merkillä varustetut sähkövaraukset ovat taipumus toisiinsa, ja eri merkeillä ne hylkivät toisiaan. Ne virtaavat ruumiista toiseen koskettaessaan toisiaan.
Mittausmenetelmät
Sähkövarauksen mittaamiseksi on olemassa useita tapoja, tarkastellaan joitain niistä. Mittauslaitetta kutsutaan vääntötasapainoksi.
Riipusvaa'at ovat hänen keksintönsä vääntöasteikot. Asia on, että kevyt sauva, jonka päissä on kaksi palloa, ja yksi paikallaan ladattu pallo ripustetaan astiaan kvartsikierteellä. Langan toinen pää on kiinnitetty korkkiin. Kiinteä pallo poistetaan, jotta ilmoitetaan sille varaus, jonka jälkeen se on asennettava takaisin astiaan. Sen jälkeen lankaan ripustettu osa alkaa liikkua. Asteikko on merkitty asteikolla. Sen toimintaperiaate heijastuu videossa.
Toinen laite sähkövarauksen mittaamiseksi on sähkökoskooppi. Se, kuten edelliset, on lasi-astia, jolla on elektrodi, johon kaksi metallilevyä on kiinnitetty. Varattu runko tuodaan elektrodin yläpäähän, jota pitkin varaus virtaa kalvoon, seurauksena molemmat lehdet ladataan samalla nimellä ja alkavat hylätä. Maksun määrä määräytyy sen mukaan, kuinka paljon ne poikkeavat.
Sähkömittari on toinen mittauslaite. Koostuu metallista sauvasta ja pyörivästä nuolasta. Kun ladattu kappale koskettaa elektrometriä, varaukset virtaavat tankoa alas nuolelle, nuoli poikkeaa ja osoittaa tietyn arvon asteikolla.
Lopulta suosittelemme katsomaan toista hyödyllistä videota aiheesta:
Tutkimme tärkeää fyysistä määrää. Sitä koskevat opinnot ovat merkittävästi laajentaneet tietämystä sähköstä yleensä. Panos tieteeseen ja tekniikkaan on melko merkittävä, ja tämän tiedon soveltamisala liittyy myös lääketieteeseen. Ilmaionisaattoreilla on positiivinen vaikutus ihmiskehoon: ne nopeuttavat hapen kuljetusta ilmasta soluille. Esimerkki tällaisesta laitteesta on Chizhevsky-kattokruunu.Nyt tiedät mikä on sähkövaraus ja miten se mitataan.
Aiheeseen liittyvät materiaalit:
Ladataan...
