Kas ir elektriskais lādiņš, kādās vienībās tas tiek mērīts
Atklājumu vēsture
Pat senatnē tika pamanīts, ka, ja jūs berzējat dzintaru uz zīda matērijas, tad akmens sāks piesaistīt gaismas objektus. Viljams Hilberts šos eksperimentus pētīja līdz 16. gadsimta beigām. Progresa ziņojumā objekti, kas var piesaistīt citas struktūras, tiek saukti par elektrificētiem.
Šādus 1729. gada atklājumus izdarīja Čārlzs Dufe, novērojot ķermeņu izturēšanos to berzes laikā pret dažādām lietām. Tādējādi viņš pierādīja divu veidu lādiņu esamību: pirmo veido sveķu berze uz vilnas, bet otrā - stikla berze uz zīda. Pēc loģikas viņš tos sauca par “darvu” un “stiklu”. Bendžamins Franklins arī izpētīja šo jautājumu un iepazīstināja ar pozitīvā un negatīvā lādiņa jēdzieniem. Ilustrācijā - B. Franklins noķer zibens.
Čārlzs Kulons, kura portrets ir attēlots zemāk, atklāja likumu, kurš vēlāk tika nosaukts Kulonu likums. Viņš aprakstīja divu punktu lādiņu mijiedarbību. Es arī varēju izmērīt vērtību un izgudroju šim vērpes līdzsvaram, par kuru mēs vēlāk diskutēsim.
Un pagājušā gadsimta sākumā Roberts Millikens eksperimentu rezultātā pierādīja viņu diskrētumu. Tas nozīmē, ka katra ķermeņa lādiņš ir vienāds ar visu elementārā elektriskā lādiņa daudzkārtni, un elektrons ir elementārs.
Teorētiskā informācija
Elektriskais lādiņš ir ķermeņu spēja radīt elektromagnētisko lauku. Fizikā elektrostatikas sadaļā tiek pētīta nekustīgu lādiņu mijiedarbība attiecībā pret izvēlēto inerciālo sistēmu.
Kas tiek mērīts
Mērvienību SI sistēmā sauc par "kulonu" - tas ir elektrisks lādiņš, kas caur sekundi šķērso diriģenta šķērsgriezumu 1 ampērs.
Burtu apzīmējums ir Q vai q. Tam var būt gan pozitīvas, gan negatīvas vērtības. Nosaukums ir par godu fiziķim Čārlzam Kulonam, viņš ir atvasinājis formulu mijiedarbības spēku atrašanai starp tiem, to sauc par “Kulona likumu”:
Tajā q1, q2 ir uzlādes moduļi, r ir attālums starp tiem, k ir proporcionalitātes koeficients.
Formula ir līdzīga pievilcības likumam, principā tā apraksta līdzīgu mijiedarbību. Tam ir vismazākā masa. Tā elektriskais lādiņš ir negatīvs un ir vienāds ar:
-1,6 * 10 ^ (- 19) C
Pozitronam ir pretēja vērtība kā elektronam, tas sastāv arī no viena pozitīva elementārā lādiņa.
Papildus tam, ka tas ir diskrēts, kvantēts vai izmērīts porcijās, tam ir spēkā arī nodevu saglabāšanas likums, kurā teikts, ka slēgtā sistēmā abu apzīmējumu uzlādes var notikt tikai vienlaikus. Vienkārši izsakoties, daļēju un ķermeņu lādiņu algebriskā (ņemot vērā zīmes) summa slēgtā (izolētā) sistēmā vienmēr paliek nemainīga. Tas nemainās ar laiku vai ar daļiņu kustību, tas ir nemainīgs visā tā kalpošanas laikā. Vienkāršāk uzlādētās daļiņas parasti tiek salīdzinātas ar elektriskajām lādiņām.
Elektrisko lādiņu saglabāšanas likumu pirmo reizi apstiprināja Maikls Faradejs 1843. gadā. Šis ir viens no fizikas pamatlikumiem.
Diriģenti, pusvadītāji un dielektriķi
Diriģenti ir daudz bezmaksas. Viņi brīvi pārvietojas pa visu ķermeni. Pusvadītājos gandrīz nav brīvu nesēju, bet, ja ķermenim tiek nodota nedaudz enerģijas, tie veidojas, kā rezultātā ķermenis sāk vadīt elektrisko strāvu, t.i. elektriskie lādiņi sāk kustēties. Dielektriķi ir vielas, kurās brīvo nesēju skaits ir minimāls, tāpēc strāva nevar caur tām plūst vai noteiktos apstākļos, piemēram, var radīt ļoti augstu spriegumu.
Kāda ir mijiedarbība
Elektriskās lādiņas tiek piesaistītas un atgrūstas viena no otras. Tas ir līdzīgs magnētu mijiedarbībai. Ikviens zina, ka, berzējot lineālu vai lodīšu pildspalvu uz matiem, tas kļūs elektrizēts. Ja šādā stāvoklī jūs to nogādājat uz papīra, tad tas pielīp pie elektrificētās plastmasas. Elektrifikācijas laikā notiek lādiņu pārdale, tā ka viena ķermeņa daļa kļūst lielāka, bet no otras - mazāka.
Tā paša iemesla dēļ jūs dažreiz šokē vilnas džemperis vai citi cilvēki, kad viņiem pieskaraties.
Secinājums: elektriskie lādiņi ar vienu zīmi mēdz viens otram, un ar dažādām zīmēm tie atgrūž viens otru. Viņi plūst no viena ķermeņa uz otru, kad pieskaras viens otram.
Mērīšanas metodes
Ir vairāki veidi, kā izmērīt elektrisko lādiņu, apskatīsim dažus no tiem. Mērīšanas ierīci sauc par vērpes svaru.
Kulonu svari ir viņa izgudrojuma vērpes skalas. Lieta ir tāda, ka viegls stienis ar divām bumbiņām galos un viena nekustīga uzlādēta bumba tiek apturēta traukā uz kvarca vītnes. Vītnes otrais gals ir piestiprināts pie vāciņa. Stacionārā bumba tiek noņemta, lai pateiktu viņam maksu, pēc tam tā jāievieto atpakaļ traukā. Pēc tam uz vītnes apturētā daļa sāks kustēties. Uz kuģa ir atzīmēta graduēta skala. Tās darbības princips ir atspoguļots videoklipā.
Vēl viena ierīce elektriskā lādiņa mērīšanai ir elektroskops. Tas, tāpat kā iepriekšējie, ir stikla trauks ar elektrodu, uz kura ir piestiprinātas divas metāla folijas loksnes. Uzlādēto ķermeni noved pie elektrodu augšējā gala, pa kuru lādiņš plūst uz folijas, kā rezultātā abas lapas izrādās vienādas un sāk atgrūsties. Maksas apmēru nosaka tas, cik daudz tās novirzās.
Elektrometrs ir vēl viena mērīšanas ierīce. Sastāv no metāla stieņa un rotējošas bultiņas. Kad uzlādēts ķermenis pieskaras elektrometram, lādiņi plūst uz leju pa stieni līdz bultiņai, bultiņa novirzās un norāda noteiktu vērtību skalā.
Noslēgumā mēs iesakām noskatīties vēl vienu noderīgu video par tēmu:
Mēs pārbaudījām svarīgu fizisko daudzumu. Mācības par to ir ievērojami paplašinājušas zināšanas par elektrību kopumā. Ieguldījums zinātnē un tehnoloģijā ir diezgan ievērojams, un šo zināšanu pielietojuma joma ir saistīta arī ar medicīnu. Gaisa jonizatori pozitīvi ietekmē cilvēka ķermeni: tie paātrina skābekļa piegādes procesu no gaisa uz šūnām. Šādas ierīces piemērs ir Chizhevsky lustra.Tagad jūs zināt, kas ir elektriskais lādiņš un kā tas tiek izmērīts.
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
