Kas yra elektros krūvis, kokiais vienetais jis matuojamas
Atradimų istorija
Net senovėje buvo pastebėta, kad jei gintarą trinsite ant šilko, tada akmuo pradės traukti lengvus daiktus. Viljamas Hilbertas tyrinėjo šiuos eksperimentus iki XVI amžiaus pabaigos. Pažangos ataskaitoje objektai, galintys pritraukti kitus kūnus, vadinami elektrifikuotais.
Šiuos 1729 m. Atradimus padarė Charlesas Dufe'as, stebėdamas kūnų elgesį trinties metu prieš įvairius dalykus. Taigi jis įrodė, kad egzistuoja dviejų rūšių krūviai: pirmasis susidaro trinant dervą ant vilnos, o antrasis - trinant stiklą ant šilko. Vadovaudamasis logika, jis pavadino juos „degutu“ ir „stiklu“. Benjaminas Franklinas taip pat ištyrė šią problemą ir pristatė teigiamo ir neigiamo krūvio sąvokas. Iliustracijoje - B. Franklinas pagauna žaibą.
Charlesas Coulombas, kurio portretas pavaizduotas žemiau, atrado įstatymą, kuris vėliau buvo pavadintas Pakabukų įstatymas. Jis apibūdino dviejų taškinių krūvių sąveiką. Aš taip pat galėjau išmatuoti vertę ir sugalvojau šiam sukimo balansui, kurį aptarsime vėliau.
Ir praėjusio amžiaus pradžioje Robertas Millikenas, atlikdamas eksperimentus, įrodė jų diskretiškumą. Tai reiškia, kad kiekvieno kūno krūvis yra lygus visam elementariojo elektrinio krūvio kartotiniui, o elektronas yra elementarus.
Teorinė informacija
Elektrinis krūvis yra kūnų sugebėjimas sukurti elektromagnetinį lauką. Fizikoje elektrostatinės dalys tiria nejudančių krūvių sąveiką su pasirinkta inercine sistema.
Kas matuojama
Matavimo vienetas SI sistemoje vadinamas „kulonu“ - tai elektros krūvis, einantis per 1 sekundės laidininko skerspjūvį per 1 sekundę.
Raidės žymėjimas yra Q arba q. Tai gali reikšti tiek teigiamas, tiek neigiamas vertybes. Pavadinimas yra fiziko Charleso Coulombo garbei, jis išrado formulę, kaip surasti tarpusavio sąveikos jėgas, jis vadinamas „Kulono įstatymu“:
Jame q1, q2 yra įkrovimo moduliai, r yra atstumas tarp jų, k yra proporcingumo koeficientas.
Formulė yra panaši į traukos dėsnį, iš esmės ji apibūdina panašią sąveiką. Jis turi mažiausią masę. Jo elektrinis krūvis yra neigiamas ir lygus:
-1,6 * 10 ^ (- 19) C
Pozitronas yra priešinga elektronui vertė, jį taip pat sudaro vienas teigiamas pradinis krūvis.
Be to, kad jis yra diskretus, kiekybiškai įvertinamas ar matuojamas dalimis, jam galioja ir mokesčių išsaugojimo įstatymas, kuris sako, kad uždaroje sistemoje abiejų ženklų mokesčiai gali atsirasti tik tuo pačiu metu. Paprastai tariant, algebrinė (atsižvelgiant į ženklus) dalelių ir kūnų krūvių suma uždaroje (izoliuotoje) sistemoje visada nesikeičia. Jis nesikeičia su laiku ar su dalelės judėjimu, jis yra pastovus per visą jo gyvavimo laiką. Paprastai paprasčiausios įkrautos dalelės yra lyginamos su elektros krūviais.
Elektrinių krūvių išsaugojimo įstatymą pirmą kartą patvirtino Michaelas Faradėjus 1843 m. Tai yra vienas iš pagrindinių fizikos dėsnių.
Laidininkai, puslaidininkiai ir dielektrikai
Laidininkuose yra daug nemokamų mokesčių. Jie laisvai juda visame kūne. Puslaidininkiuose beveik nėra laisvųjų nešėjų, tačiau jei mažai energijos perduodama kūnui, jie susidaro, dėl to kūnas pradeda vykdyti elektros srovę, t. elektros krūviai pradeda judėti. Dielektrikai yra medžiagos, kuriose laisvųjų nešiklių skaičius yra minimalus, todėl srovė negali tekėti pro jas arba tam tikromis sąlygomis, pavyzdžiui, gali sukelti labai didelę įtampą.
Kokia yra sąveika
Elektros krūviai traukiami ir atstumiami vienas nuo kito. Tai panašu į magnetų sąveiką. Visi žino, kad jei ant plaukų įtrinsite liniuotę ar tušinuką, jis elektrifikuosis. Jei tokią būseną įnešite į popierių, tada jis prilips prie elektrifikuoto plastiko. Elektrifikacijos metu pasiskirsto krūviai taip, kad viena kūno dalis tampa didesnė, o kitoje - mažesnė.
Dėl tos pačios priežasties jus kartais šokiruoja vilnos megztinis ar kiti žmonės, kai juos liečiate.
Išvada: elektros krūviai su vienu ženklu linkę vienas į kitą, o su skirtingais ženklais jie atstumia vienas kitą. Jie teka iš vieno kūno į kitą, kai liečiasi vienas su kitu.
Matavimo metodai
Yra keletas būdų, kaip išmatuoti elektros krūvį, pažvelkime į kai kuriuos iš jų. Matavimo prietaisas vadinamas sukimo balansu.
Pakabinės svarstyklės yra jo išradimo sukimo skalės. Esmė ta, kad lengvas strypas su dviem rutuliais galuose ir vienas nejudantis įkrautas rutulys yra pakabinamas indelyje ant kvarco sriegio. Antrasis sriegio galas pritvirtintas prie dangtelio. Nejudantis rutulys išimamas, kad būtų galima pasakyti jam apie krūvį, o po to jį reikia vėl įdėti į indą. Po to dalis, pakabinta ant sriegio, pradės judėti. Ant indo pažymėta graduota skalė. Jos veikimo principas atsispindi vaizdo įraše.
Kitas prietaisas, kuriuo matuojamas elektros krūvis, yra elektroskopas. Tai, kaip ir ankstesni, yra stiklinis indas su elektrodu, ant kurio tvirtinami du metaliniai folijos lakštai. Įkrautas kūnas atnešamas į viršutinį elektrodo galą, išilgai kurio įkrova teka ant folijos, dėl to abu lapai tampa vienodo krūvio ir pradeda atstumti. Mokesčio dydis nustatomas pagal tai, kiek jie skiriasi.
Elektrometras yra dar vienas matavimo prietaisas. Susideda iš metalinio strypo ir besisukančios strėlės. Kai įkrautas kūnas paliečia elektrometrą, įkrovos teka žemyn lazdele iki rodyklės, rodyklė nukrypsta ir rodo tam tikrą skalės vertę.
Pabaigoje rekomenduojame pažiūrėti dar vieną naudingą vaizdo įrašą šia tema:
Mes ištyrėme svarbų fizinį kiekį. Mokymai apie tai žymiai praplėtė žinias apie elektrą apskritai. Indėlis į mokslą ir technologijas yra gana didelis, o šių žinių taikymo sritis taip pat yra susijusi su medicina. Oro jonizatoriai daro teigiamą poveikį žmogaus organizmui: jie pagreitina deguonies tiekimo iš oro į ląsteles procesą. Tokio prietaiso pavyzdys yra Chizhevsky liustra.Dabar jūs žinote, kas yra elektros krūvis ir kaip jis matuojamas.
Susijusios medžiagos:
Įkeliama ...
