Wat is een elektrische lading in welke eenheden wordt deze gemeten
Ontdekkingsgeschiedenis
Zelfs in de oudheid werd opgemerkt dat als je amber over zijdemateriaal wrijft, de steen lichte objecten zal aantrekken. William Hilbert bestudeerde deze experimenten tot het einde van de 16e eeuw. In het voortgangsrapport worden objecten die andere lichamen kunnen aantrekken geëlektrificeerd genoemd.
De volgende ontdekkingen in 1729 werden gedaan door Charles Dufe en observeerde het gedrag van lichamen tijdens hun wrijving tegen verschillende zaken. Zo bewees hij het bestaan van twee soorten ladingen: de eerste wordt gevormd door de wrijving van hars op wol en de tweede door wrijving van glas op zijde. Volgens de logica noemde hij ze "teer" en "glas". Benjamin Franklin onderzocht ook dit probleem en introduceerde de concepten van positieve en negatieve lading. In de illustratie - B. Franklin vangt bliksem.
Charles Coulomb, wiens portret hieronder is afgebeeld, ontdekte de wet, die later werd genoemd Hangende wet. Hij beschreef de interactie tussen twee puntladingen. Ik heb ook de waarde kunnen meten en bedacht voor deze torsiebalans, die we later zullen bespreken.
En aan het begin van de vorige eeuw bewees Robert Milliken als resultaat van de experimenten hun discretie. Dit betekent dat de lading van elk lichaam gelijk is aan het gehele veelvoud van de elementaire elektrische lading en dat het elektron elementair is.
Theoretische informatie
Een elektrische lading is het vermogen van lichamen om een elektromagnetisch veld te creëren. In de natuurkunde bestudeert de sectie elektrostatica de interacties van onbeweeglijke ladingen ten opzichte van het geselecteerde traagheidssysteem.
Wat wordt gemeten
De meeteenheid in het SI-systeem wordt "Coulomb" genoemd - dit is een elektrische lading die in 1 seconde door een geleiderdoorsnede van 1 Ampère gaat.
De letteraanduiding is Q of q. Het kan zowel positieve als negatieve waarden aannemen. De naam is ter ere van de natuurkundige Charles Coulomb, hij heeft een formule afgeleid voor het vinden van de interactiekrachten daartussen, het heet de "Law of Coulomb":
Daarin zijn q1, q2 de ladingsmodules, r is de afstand ertussen, k is de evenredigheidscoëfficiënt.
De formule is vergelijkbaar met de wet van aantrekking, in principe beschrijft het een vergelijkbare interactie. Het heeft de kleinste massa. De elektrische lading is negatief en is gelijk aan:
-1,6 * 10 ^ (- 19) C
Een positron is de tegengestelde waarde van een elektron; het bestaat ook uit één positieve elementaire lading.
Naast het feit dat het discreet, gekwantificeerd of in porties gemeten is, is de wet van instandhouding van ladingen ook geldig voor deze wet, die zegt dat in een gesloten systeem ladingen van beide tekens alleen gelijktijdig kunnen voorkomen. Simpel gezegd blijft de algebraïsche (rekening houdend met de tekens) som van de ladingen van deeltjes en lichamen in een gesloten (geïsoleerd) systeem altijd onveranderd. Het verandert niet met de tijd of met de beweging van een deeltje; het is constant tijdens zijn levensduur. De eenvoudigste geladen deeltjes worden conventioneel vergeleken met elektrische ladingen.
De wet van instandhouding van elektrische ladingen werd voor het eerst bevestigd door Michael Faraday in 1843. Dit is een van de fundamentele wetten van de natuurkunde.
Geleiders, halfgeleiders en diëlektrica
Er zijn veel gratis kosten bij conducteurs. Ze bewegen vrij door het lichaam. Er zijn bijna geen vrije dragers in halfgeleiders, maar als er een beetje energie naar het lichaam wordt overgebracht, worden ze gevormd, waardoor het lichaam een elektrische stroom begint te geleiden, d.w.z. elektrische ladingen beginnen te bewegen. Diëlektrica zijn stoffen waarbij het aantal vrije dragers minimaal is, waardoor de stroom er niet doorheen kan stromen of onder bepaalde omstandigheden bijvoorbeeld een zeer hoge spanning kan hebben.
Wat is de interactie
Elektrische ladingen worden door elkaar aangetrokken en afgestoten. Dit is vergelijkbaar met de interactie van magneten. Iedereen weet dat als je een liniaal of balpen over je haar wrijft, het geëlektrificeerd raakt. Als je het in deze staat naar het papier brengt, blijft het aan het geëlektrificeerde plastic plakken. Tijdens elektrificatie vindt herverdeling van ladingen plaats, waardoor ze aan de ene kant van het lichaam groter worden en aan de andere kant minder.
Om dezelfde reden ben je soms geschokt door een wollen trui of andere mensen wanneer je ze aanraakt.
Conclusie: elektrische ladingen met één teken neigen naar elkaar, en met verschillende tekens stoten ze elkaar af. Ze stromen van het ene lichaam naar het andere wanneer ze elkaar aanraken.
Meetmethoden
Er zijn een aantal manieren om elektrische lading te meten, laten we er een paar bekijken. Het meetinstrument wordt een torsiebalans genoemd.
Hangweegschalen zijn de torsieweegschalen van zijn uitvinding. Het punt is dat een lichtstaaf met twee kogels aan de uiteinden en een stationaire geladen kogel in een vat aan een kwartsdraad wordt opgehangen. Het tweede uiteinde van de draad zit vast aan de dop. De stationaire bal wordt verwijderd om hem de lading te vertellen, waarna je hem weer in het vat moet installeren. Daarna begint het deel dat aan de draad is opgehangen te bewegen. Op het schip is een schaalverdeling aangegeven. Het principe van zijn actie wordt weerspiegeld in de video.
Een ander apparaat voor het meten van elektrische lading is een elektroscoop. Het is, net als de vorige, een glazen vat met een elektrode waarop twee metalen folies zijn bevestigd. Het geladen lichaam wordt naar het bovenste uiteinde van de elektrode gebracht, waarlangs de lading op de folie stroomt, waardoor beide bladeren van dezelfde lading blijken te zijn en beginnen af te stoten. De hoeveelheid lading wordt bepaald door hoeveel ze afwijken.
Een elektrometer is een ander meetinstrument. Bestaat uit een metalen staaf en een roterende pijl. Wanneer een geladen lichaam de elektrometer raakt, stromen de ladingen langs de staaf naar de pijl, de pijl wijkt af en geeft een bepaalde waarde op de schaal aan.
Uiteindelijk raden we aan om nog een nuttige video over het onderwerp te bekijken:
We hebben een belangrijke fysieke grootheid onderzocht. De leringen erover hebben de kennis van elektriciteit in het algemeen aanzienlijk uitgebreid. De bijdrage aan wetenschap en technologie is behoorlijk groot en het toepassingsgebied van deze kennis is ook gerelateerd aan de geneeskunde. Luchtionisatoren hebben een positief effect op het menselijk lichaam: ze versnellen het zuurstofleveringsproces van de lucht naar de cellen. Een voorbeeld van zo'n apparaat is de Chizhevsky-kroonluchter.Nu weet u wat een elektrische lading is en hoe deze wordt gemeten.
Gerelateerde materialen:
Bezig met laden ...
