Ha a töltés negatív. Az elektromos töltés rövid története

A különböző testek villamosításával kapcsolatos egyszerű kísérletek a következő pontokat illusztrálják.

1. Kétféle töltés létezik: pozitív (+) és negatív (-). Pozitív töltés akkor lép fel, amikor az üveg a bőrhöz vagy selyemhez dörzsölődik, negatív töltés pedig akkor, amikor a borostyán (vagy ebonit) a gyapjúhoz dörzsölődik.

2. Díjak (ill feltöltött testek) interakcióba lépnek egymással. Ugyanazok a díjak tolja el, és a vádakkal ellentétben vonzzák.

3. A villamosítási állapot egyik testről a másikra átvihető, ami az elektromos töltés átadásával jár. Ilyenkor kisebb-nagyobb töltés kerülhet át a testre, vagyis a töltésnek van nagysága. A súrlódás hatására mindkét test töltést kap, az egyik pozitív, a másik negatív. Hangsúlyozni kell, hogy a súrlódással villamosított testek töltéseinek abszolút értéke egyenlő, amit számos elektrométerrel végzett töltésmérés is megerősít.

Az elektron felfedezése és az atom szerkezetének tanulmányozása után vált lehetségessé annak magyarázata, hogy a testek miért villamosodnak (vagyis töltődnek fel) a súrlódás során. Mint tudják, minden anyag atomokból áll; az atomok viszont elemi részecskékből állnak - negatív töltésű elektronok, pozitív töltésű protonokés semleges részecskék - neutronok. Az elektronok és protonok elemi (minimális) elektromos töltések hordozói.

Elemi elektromos töltés ( e) a legkisebb pozitív vagy negatív elektromos töltés, amely egyenlő az elektrontöltéssel:

e = 1.6021892(46) 10-19 C.

Sok töltött elemi részecske van, és szinte mindegyiknek van töltése +e vagy -e ezek a részecskék azonban nagyon rövid életűek. Kevesebb, mint a másodperc milliomodrésze él. Csak az elektronok és a protonok léteznek szabad állapotban korlátlanul.

Protonok és neutronok (nukleonok) alkotják az atom pozitív töltésű magját, amely körül negatív töltésű elektronok forognak, amelyek száma megegyezik a protonok számával, így az atom egésze erőmű.

Normál körülmények között az atomokból (vagy molekulákból) álló testek elektromosan semlegesek. A súrlódási folyamat során azonban az atomjait elhagyó elektronok egy része egyik testből a másikba kerülhet. Az elektronok mozgása nem haladja meg az atomközi távolságokat. De ha a testeket súrlódás után szétválasztják, akkor kiderül, hogy feltöltöttek; az a test, amelyik feladta néhány elektronját, pozitív töltésű lesz, a test pedig, amelyik megszerezte ezeket, negatív töltésű lesz.

Tehát a testek felvillanyozódnak, azaz elektromos töltést kapnak, amikor elektronokat veszítenek vagy nyernek. Egyes esetekben a villamosítást az ionok mozgása okozza. Ebben az esetben nem keletkeznek új elektromos töltések. Csak a meglévő töltések megoszlása van az elektromosító testek között: a negatív töltések egy része átmegy egyik testből a másikba.

A töltés meghatározása.

Külön hangsúlyozni kell, hogy a töltés a részecske szerves tulajdonsága. El lehet képzelni egy részecskét töltés nélkül, de nem lehet elképzelni egy töltést részecske nélkül.

A töltött részecskék vonzásban (ellentétes töltések) vagy taszításban (mint a töltések) nyilvánulnak meg olyan erőkkel, amelyek sok nagyságrenddel nagyobbak, mint a gravitációs erők. Így a hidrogénatomban az elektronok atommagjához való elektromos vonzás ereje 10 39-szer nagyobb, mint ezeknek a részecskéknek a gravitációs vonzási ereje. A töltött részecskék közötti kölcsönhatást ún elektromágneses kölcsönhatás, és az elektromos töltés határozza meg az elektromágneses kölcsönhatások intenzitását.

A modern fizikában a töltés meghatározása a következő:

Elektromos töltés egy fizikai mennyiség, amely az elektromos tér forrása, amelyen keresztül a részecskék kölcsönhatása a töltéssel történik.

3.1. Elektromos töltés

Már az ókorban is észrevették az emberek, hogy a gyapjúval hordott borostyándarab különféle apró tárgyakat vonzott: porszemeket, szálakat és hasonlókat. Könnyen láthatja saját szemével, hogy egy műanyag fésű a hajához dörzsölve magához vonzza az apró papírdarabkákat. Ezt a jelenséget az ún villamosítás, és az ebben az esetben ható erők azok elektromos erők. Mindkét név a görög elektron szóból származik, ami borostyánt jelent.
Ha fésűvel dörzsöli a hajat vagy ebonit bottal gyapjú tárgyakat töltés, alkotnak elektromos töltések. A feltöltött testek kölcsönhatásba lépnek egymással, és elektromos erők lépnek fel közöttük.
Súrlódással nemcsak szilárd anyagok, hanem folyadékok, sőt gázok is villamosíthatók.
A testek villamosítása során a villamosított testeket alkotó anyagok nem alakulnak át más anyagokká. Így a villamosítás fizikai jelenség.
Két különböző típusú elektromos töltés létezik. Egészen önkényesen nevezik el őket" pozitív" töltés és " negatív" töltés (és nevezhetjük őket „feketének” és „fehérnek”, „szépnek” és „szörnyűnek”, vagy valami másnak).
Pozitív töltés olyan testeknek nevezzük, amelyek más töltött tárgyakra ugyanúgy hatnak, mint a selyemmel való súrlódás hatására villamosított üveg.
Negatív töltésű nevezzük azokat a testeket, amelyek más töltött tárgyakra ugyanúgy hatnak, mint a gyapjú súrlódása által villamosított pecsétviasz.
A töltött testek és részecskék fő tulajdonságai: A valószínűleg töltött testek és részecskék taszítják, az ellentétes töltésű testek pedig vonzzák. Az elektromos töltések forrásaival végzett kísérletek során megismerheti ezeknek a töltéseknek néhány egyéb tulajdonságát: a töltések „folyhatnak” egyik tárgyról a másikra, felhalmozódhatnak, elektromos kisülés léphet fel a töltött testek között stb. Ezeket a tulajdonságokat részletesen tanulmányozza egy fizika tanfolyamon.

3.2. Coulomb törvénye

elektromos töltés ( K vagy q) fizikai mennyiség, lehet nagyobb vagy kisebb, ezért mérhető. De a fizikusok még nem tudják közvetlenül összehasonlítani a töltéseket egymással, ezért nem magukat a töltéseket, hanem a töltött testek egymásra gyakorolt hatását, vagy más testekre gyakorolt hatását, például azt az erőt, amellyel az egyik töltött test a másikra hat.

A két ponttöltésű testre ható erők (F) ellentétes irányúak a testeket összekötő egyenes mentén. Értékük egyenlő egymással, egyenesen arányos ezen testek töltéseinek szorzatával (q 1 ) és (q 2 ) és fordítottan arányosak a köztük lévő távolság (l) négyzetével.

Ezt a kapcsolatot "Coulomb-törvénynek" nevezik Charles Coulomb (1763-1806) francia fizikus tiszteletére, aki 1785-ben fedezte fel. ábrán jól látható a Coulomb-erők függése a töltés előjelétől és a töltött testek közötti távolságtól, ami a kémia szempontjából legfontosabb. 3.1.

Az elektromos töltés mértékegysége a coulomb (fizika tantárgy definíciója). A 100 wattos izzón 1 C-os töltés körülbelül 2 másodperc alatt áramlik át (220 V feszültség mellett).

3.3. Elemi elektromos töltés

A 19. század végéig az elektromosság természete tisztázatlan maradt, de számos kísérlet vezette a tudósokat arra a következtetésre, hogy az elektromos töltés nagysága nem változhat folyamatosan. Megállapították, hogy az elektromosságnak van egy legkisebb, további oszthatatlan része. Ennek a résznek a töltését "elemi elektromos töltésnek" nevezik (betűvel jelölve). e). 1.6 lett belőle. 10-19 évfolyam Ez nagyon kicsi érték – közel 3 milliárd milliárd elemi elektromos töltés halad át ugyanazon izzó izzószálán 1 másodperc alatt.
Bármely töltés többszöröse az elemi elektromos töltésnek, ezért célszerű az elemi elektromos töltést kis töltések mértékegységeként használni. Így,

1e= 1,6. 10-19 évfolyam

A 19. és 20. század fordulóján a fizikusok rájöttek, hogy az elemi negatív elektromos töltés hordozója egy mikrorészecske, ún. elektron(Joseph John Thomson, 1897). Az elemi pozitív töltés hordozója egy mikrorészecske ún proton- valamivel később fedezték fel (Ernest Rutherford, 1919). Ugyanakkor bebizonyosodott, hogy a pozitív és a negatív elemi elektromos töltés abszolút értékben egyenlő

Így az elemi elektromos töltés egy proton töltése.
A következő fejezetben megismerheti az elektron és a proton egyéb jellemzőit.

Annak ellenére, hogy a fizikai testek összetétele tartalmaz töltött részecskéket, normál állapotban a testek töltetlenek, ill. elektromosan semleges. Sok összetett részecske, például atomok vagy molekulák elektromosan semlegesek. Egy ilyen részecske vagy ilyen test teljes töltése nullának bizonyul, mivel a részecske vagy test összetételében az elektronok és a protonok száma egyenlő.

A testek vagy részecskék feltöltődnek, ha az elektromos töltéseket szétválasztják: az egyik testen (vagy részecskén) az egyik jelű elektromos töltések feleslege van, a másikon pedig egy másik. A kémiai jelenségekben egyetlen (pozitív vagy negatív) előjelű elektromos töltés nem jelenhet meg és nem is tűnhet el, mivel csak egy előjelű elemi elektromos töltések hordozói nem jelenhetnek meg és nem tűnhetnek el.

POZITÍV ELEKTROMOS TÖLTÉS, NEGATÍV ELEKTROMOS TÖLTÉS, A TÖLTött TESTEK ÉS RÉSZecskék ALAPVETŐ TULAJDONSÁGAI, COULLOMB TÖRVÉNY, ELEMI ELEKTROMOS TÖLTÉS
1. Hogyan töltődik fel a selyem, ha az üveghez dörzsölik? Mi a helyzet a gyapjúval, ha a tömítőviaszhoz dörzsölik?
2. Hány elemi elektromos töltés tesz ki 1 coulombot?
3. Határozza meg azt az erőt, amellyel két, egymástól 0,15 m távolságra lévő +2 C és –3 C töltésű test vonzza egymást!
4. Két +0,2 C és –0,2 C töltésű test 1 cm távolságra van egymástól. Határozza meg azt az erőt, amellyel vonzzák.
5. Milyen erővel taszítja egymást két azonos töltésű, +3-mal egyenlő részecske? e, és 2 E távolságra található? Az állandó értéke a Coulomb-törvény egyenletében k= 9. 10 9 N. m 2 / Cl 2.
6. Mekkora erővel vonzódik egy elektron a protonhoz, ha a köztük lévő távolság 0,53 E? Mi a helyzet protonról elektronra?
7.Két hasonló és azonos töltésű golyót nem vezető menet köt össze. A szál közepe fixen rögzített. Rajzolja le, hogyan helyezkednek el ezek a golyók a térben olyan körülmények között, ahol a gravitációs erő elhanyagolható!
8. Ugyanazon feltételek mellett hogyan fog elhelyezkedni a térben három egyforma golyó, amelyeket egy tartóhoz egyforma hosszúságú fonal kötnek össze? Mit szólnál négyhez?
Kísérletek töltött testek vonzásáról és taszításáról.

Minden test oszthatatlan apró részecskékből áll, amelyeket eleminek neveznek. Van tömegük, és képesek vonzani egymást. Az egyetemes gravitáció törvénye szerint a részecskék távolságának növekedésével viszonylag lassan csökken (fordítva arányos a távolság négyzetével). A részecskék közötti kölcsönhatás ereje meghaladja ezt a kölcsönhatást, és „elektromos töltésnek” nevezik, a részecskéket pedig töltöttnek.

A részecskék kölcsönhatását elektromágnesesnek nevezzük. A legtöbb elemi részecskére jellemző. Ha nincs köztük díj, akkor azt mondják, hogy nincs díj.

Az elektromos töltés meghatározza az intenzitás mértékét. Ez az elemi részecskék legfontosabb jellemzője, amely meghatározza viselkedésüket. "q" vagy "Q" betűkkel jelölve.

Az elektromos töltés egységére nincs makroszkópos szabvány, mivel elkerülhetetlen szivárgása miatt nem lehet ilyet létrehozni. Az atomfizikában az elektron töltését egységnek tekintjük. A Nemzetközi Mértékegységrendszerben az 1 coulomb (1 C) töltés azt jelenti, hogy 1 A áramerősséggel halad át 1 s alatt. Ez meglehetősen magas töltés. Lehetetlen ezt közölni egy kis szervezettel. De egy semleges vezetőben teljesen lehetséges 1 C-os töltést mozgásba hozni.

Az elektromos töltés egy skaláris fizikai mennyiség, amely a részecskék vagy testek azon képességét jellemzi, hogy elektromágneses erőkölcsönhatásba lépjenek egymással.

Az interakció vizsgálatánál fontos a ponttöltés fogalma. Ez egy töltött test, amelynek méretei sokkal kisebbek, mint a távolság tőle a megfigyelési ponttól vagy más töltött részecskéktől. Amikor két ponttöltés kölcsönhatásba lép, a köztük lévő távolság sokkal nagyobb, mint a lineáris méreteik.

A részecskék töltése ellentétes: a protonok pozitívak, az elektronok negatívak. Ezek a jelek (plusz és mínusz) a részecskék vonzási (különböző előjelű) és taszító (ugyanolyan előjelű) képességét tükrözik. A természetben a pozitív és negatív mutatók kompenzálódnak egymásért.

A modulus ugyanaz, függetlenül attól, hogy pozitív, mint egy proton, vagy negatív, mint egy elektron. A minimális töltést eleminek nevezzük. Minden töltött részecske rendelkezik vele. A részecske töltésének egy részét lehetetlen elkülöníteni. A minimális értéket kísérleti úton határozzuk meg.

Az elektromos töltés és tulajdonságai elektrométerrel mérhetők. Egy vízszintes tengely körül forgó nyílból és egy fémrúdból áll. Ha megérinti a rudat egy pozitív töltésű bottal, a nyíl egy bizonyos szögben eltér. Ezt a töltésnek a nyíl és a rúd mentén való eloszlása magyarázza. A nyíl elfordulása a taszítóerő hatásának köszönhető. A töltés növekedésével a függőlegestől való eltérés szöge is nő. Vagyis az elektrométer rúdjára átvitt töltés értékét mutatja.

Az elektromos töltés alábbi tulajdonságait különböztetjük meg. Lehetnek pozitívak és negatívak (a névválasztás véletlenszerű), amelyek vonzzák és taszítják. A töltések érintkezéskor átvihetők egyik testről a másikra. Egy test különböző körülmények között különböző töltésekkel rendelkezhet. Fontos tulajdonság a diszkrétség, ami a legkisebb, univerzális töltés meglétét jelenti, amely bármely test hasonló mutatóinak többszöröse. Zárt rendszeren belül az összes töltés algebrai összege állandó marad. A természetben az azonos előjelű töltések nem egyszerre jelennek meg és tűnnek el.

Absztrakt az elektrotechnikáról

Befejezte: Agafonov Roman

Luga Agrár-Ipari Főiskola

Lehetetlen a töltés rövid, minden szempontból kielégítő definícióját adni. Megszoktuk, hogy érthető magyarázatokat találjunk olyan nagyon összetett képződményekre és folyamatokra, mint az atom, a folyadékkristályok, a molekulák sebesség szerinti eloszlása stb. De a legalapvetőbb, alapvető fogalmak, amelyek egyszerűbbekre oszthatók, és amelyek a mai tudomány szerint mentesek minden belső mechanizmustól, már nem magyarázhatók meg kielégítő módon. Főleg, ha a tárgyakat érzékszerveink nem közvetlenül érzékelik. Ezekre az alapvető fogalmakra utal az elektromos töltés.

Először próbáljuk meg kideríteni, hogy nem mi az elektromos töltés, hanem mi rejtőzik az állítás mögött: ennek a testnek vagy részecske elektromos töltése van.

Tudod, hogy minden test apró részecskékből épül fel, amelyek oszthatatlanok egyszerűbb (amennyire a tudomány jelenleg ismeri) részecskékre, amelyeket ezért eleminek neveznek. Minden elemi részecskének van tömege, és ennek köszönhetően vonzódnak egymáshoz. Az egyetemes gravitáció törvénye szerint a köztük lévő távolság növekedésével a vonzási erő viszonylag lassan csökken: fordítottan arányos a távolság négyzetével. Ezenkívül a legtöbb elemi részecske, bár nem mindegyik, képes kölcsönhatásba lépni egymással olyan erővel, amely szintén fordított arányban csökken a távolság négyzetével, de ez az erő nagyon sokszor nagyobb, mint a gravitációs erő. . Így az 1. ábrán sematikusan bemutatott hidrogénatomban az elektron a gravitációs vonzás erejénél 1039-szer nagyobb erővel vonzódik az atommaghoz (protonhoz).

Ha a részecskék olyan erőkkel lépnek kölcsönhatásba egymással, amelyek a távolság növekedésével lassan csökkennek, és sokszor nagyobbak, mint a gravitációs erők, akkor ezek a részecskék elektromos töltéssel rendelkeznek. Magukat a részecskéket töltöttnek nevezzük. Vannak részecskék elektromos töltés nélkül, de nincs elektromos töltés részecske nélkül.

A töltött részecskék közötti kölcsönhatásokat elektromágnesesnek nevezzük. Amikor azt mondjuk, hogy az elektronok és a protonok elektromosan töltöttek, ez azt jelenti, hogy képesek bizonyos típusú (elektromágneses) kölcsönhatásokra, és semmi többre. A részecskék töltésének hiánya azt jelenti, hogy nem észlel ilyen kölcsönhatásokat. Az elektromos töltés határozza meg az elektromágneses kölcsönhatások intenzitását, ahogy a tömeg határozza meg a gravitációs kölcsönhatások intenzitását. Az elektromos töltés az elemi részecskék második (a tömeg után) legfontosabb jellemzője, amely meghatározza viselkedésüket a környező világban.

Így

Az elektromos töltés egy fizikai skaláris mennyiség, amely a részecskék vagy testek azon tulajdonságát jellemzi, hogy elektromágneses erőkölcsönhatásba lépnek.

Az elektromos töltést q vagy Q betűk jelölik.

Ahogy a mechanikában gyakran használják az anyagi pont fogalmát, amely lehetővé teszi számos probléma megoldásának jelentős egyszerűsítését, a töltések kölcsönhatásának tanulmányozása során a ponttöltés ötlete hatékony. A ponttöltés olyan töltött test, amelynek méretei lényegesen kisebbek, mint az ettől a testtől a megfigyelési pont és más töltött testek távolsága. Különösen, ha két ponttöltés kölcsönhatásáról beszélnek, akkor feltételezik, hogy a két vizsgált töltött test közötti távolság lényegesen nagyobb, mint a lineáris méreteik.

Az elemi részecske elektromos töltése nem egy speciális „mechanizmus” a részecskében, amely eltávolítható belőle, alkatrészeire bontható és újra összeállítható. Az elektromos töltés jelenléte az elektronon és más részecskéken csak bizonyos kölcsönhatások létezését jelenti közöttük.

A természetben vannak ellentétes előjelű töltésű részecskék. A proton töltését pozitívnak, az elektronét negatívnak nevezzük. A töltés pozitív előjele egy részecskén természetesen nem jelenti azt, hogy különleges előnyei vannak. A két előjelű töltések bevezetése egyszerűen kifejezi azt a tényt, hogy a töltött részecskék vonzzák és taszítják is. Ha a töltésjelek azonosak, a részecskék taszítják, ha pedig a töltésjelek eltérőek, akkor vonzanak.

Jelenleg nincs magyarázat a kétféle elektromos töltés létezésének okaira. Mindenesetre nem található alapvető különbség a pozitív és a negatív töltések között. Ha a részecskék elektromos töltéseinek jelei az ellenkezőjére változnának, akkor a természetben az elektromágneses kölcsönhatások természete nem változna.

A pozitív és negatív töltések nagyon jól kiegyensúlyozottak az Univerzumban. És ha az Univerzum véges, akkor a teljes elektromos töltése minden valószínűség szerint nulla.

A legfigyelemreméltóbb az, hogy az összes elemi részecske elektromos töltése szigorúan azonos nagyságú. Létezik egy minimális töltés, az úgynevezett elemi töltés, amellyel minden töltött elemi részecske rendelkezik. A töltés lehet pozitív, mint egy proton, vagy negatív, mint egy elektron, de a töltési modulus minden esetben azonos.

Lehetetlen a töltés egy részét elválasztani például egy elektrontól. Talán ez a legmeglepőbb. Egyetlen modern elmélet sem tudja megmagyarázni, hogy miért azonos az összes részecske töltése, és nem képes kiszámítani a minimális elektromos töltés értékét. Kísérletileg határozzák meg különféle kísérletek segítségével.

Az 1960-as években, miután az újonnan felfedezett elemi részecskék száma riasztóan növekedni kezdett, azt feltételezték, hogy minden erősen kölcsönható részecske összetett. Az alapvetőbb részecskéket kvarknak nevezték. A szembetűnő az volt, hogy a kvarkoknak tört elektromos töltéssel kell rendelkezniük: az elemi töltés 1/3-ával és 2/3-ával. Protonok és neutronok megalkotásához kétféle kvark elegendő. És maximális számuk láthatóan nem haladja meg a hatot.

A töltés elkerülhetetlen szivárgása miatt lehetetlen makroszkopikus szabványt létrehozni egy egységnyi elektromos töltésről, amely hasonló a hosszúsághoz - egy méterhez. Természetes lenne egy elektron töltését egynek venni (ezt ma már az atomfizika is megteszi). De Coulomb idején még nem ismerték az elektronok létezését a természetben. Ezenkívül az elektron töltése túl kicsi, ezért nehéz szabványként használni.

A Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) a töltés mértékegységét, a coulombot az áram mértékegységével határozzák meg:

1 coulomb (C) az a töltés, amely 1 A áramerősséggel 1 s alatt átmegy a vezető keresztmetszetén.

Az 1 C-os töltés nagyon nagy. Két ilyen töltés 1 km távolságban valamivel kisebb erővel taszítaná el egymást, mint amennyivel a földgömb vonzza az 1 tonnás terhelést, ezért lehetetlen 1 C-os töltést adni egy kis testnek (kb néhány méteres méretű). Egymást taszítva a töltött részecskék nem tudnának megmaradni egy ilyen testen. A természetben nem létezik más olyan erő, amely képes lenne kompenzálni a Coulomb-taszítást ilyen körülmények között. De egy általában semleges vezetőben nem nehéz 1 C-os töltést mozgásba hozni. Valójában egy közönséges, 100 W-os, 127 V-os feszültségű izzóban valamivel kisebb áram jön létre, mint 1 A. Ugyanakkor 1 s alatt majdnem 1 C-os töltés halad át a kereszten. -a karmester szakasza.

Az elektromos töltések észlelésére és mérésére elektrométert használnak. Az elektrométer egy fémrúdból és egy vízszintes tengely körül forgatható mutatóból áll (2. ábra). A nyíllal ellátott rúd plexi hüvelybe van rögzítve és hengeres fémtokba helyezve, üvegburkolatokkal zárva.

Az elektrométer működési elve. Érintsük meg a pozitív töltésű rudat az elektrométer rúdjával. Látni fogjuk, hogy az elektrométer tűje egy bizonyos szöggel eltér (lásd a 2. ábrát). A nyíl forgását az magyarázza, hogy amikor egy feltöltött test érintkezik az elektrométer rúdjával, az elektromos töltések eloszlanak a nyíl és a rúd mentén. A rúd és a mutató elektromos töltései között fellépő taszító erők a mutató elfordulását okozzák. Villamosítsuk újra az ebonit rudat, és ismét érintsük meg vele az elektrométer rudat. A tapasztalat azt mutatja, hogy a rúd elektromos töltésének növekedésével a nyíl függőleges helyzetétől való eltérési szöge nő. Következésképpen az elektrométer tűjének elhajlási szögéből meg lehet ítélni az elektrométer rúdjára átvitt elektromos töltés értékét.

Az összes ismert kísérleti tény összessége lehetővé teszi, hogy kiemeljük a töltés következő tulajdonságait:

Kétféle elektromos töltés létezik, hagyományosan pozitív és negatív. Pozitív töltésű testek azok, amelyek ugyanúgy hatnak más töltött testekre, mint a selyemmel való súrlódás által villamosított üveg. Negatív töltésűnek nevezzük azokat a testeket, amelyek ugyanúgy működnek, mint a gyapjú súrlódása által villamosított ebonit. A „pozitív” elnevezés az üvegen keletkező töltésekre, a „negatív” az ebonit töltésekre teljesen véletlenszerű.

A töltések átvihetők (például közvetlen érintkezéssel) egyik testről a másikra. A testtömegtől eltérően az elektromos töltés nem egy adott test szerves jellemzője. Ugyanaz a test különböző körülmények között eltérő töltéssel rendelkezhet.

Mint a töltések taszítanak, ellentétben a töltések vonzzák. Ez is rávilágít az elektromágneses és a gravitációs erők közötti alapvető különbségre. A gravitációs erők mindig vonzó erők.

Az elektromos töltés fontos tulajdonsága a diszkrétsége. Ez azt jelenti, hogy létezik néhány legkisebb, egyetemes, további oszthatatlan elemi töltés, így bármely test q töltése ennek az elemi töltésnek a többszöröse:

ahol N egész szám, e az elemi töltés értéke. A modern fogalmak szerint ez a töltés számszerűen megegyezik az e = 1,6∙10-19 C elektrontöltéssel. Mivel az elemi töltés értéke nagyon kicsi, a legtöbb megfigyelt és gyakorlatban használt töltött testnél az N szám nagyon nagy, és a töltésváltozás diszkrét jellege nem jelenik meg. Ezért úgy gondolják, hogy normál körülmények között a testek elektromos töltése szinte folyamatosan változik.

Az elektromos töltés megmaradásának törvénye.

Zárt rendszeren belül bármilyen kölcsönhatás esetén az elektromos töltések algebrai összege állandó marad:

Izolált (vagy zárt) rendszernek nevezzük azt a testrendszert, amelybe kívülről nem vezetnek be elektromos töltéseket, és nem távolítják el onnan.

A természetben sehol és soha nem jelenik meg vagy tűnik el azonos jelű elektromos töltés. A pozitív elektromos töltés megjelenése mindig együtt jár egy azonos negatív töltés megjelenésével. Sem a pozitív, sem a negatív töltés nem tűnhet el külön-külön, csak akkor tudják egymást semlegesíteni, ha a modulusuk egyenlő.

Így alakulhatnak át az elemi részecskék egymásba. De mindig a töltött részecskék születése során megfigyelhető egy ellentétes előjelű töltésű részecskepár megjelenése. Több ilyen pár egyidejű születése is megfigyelhető. A töltött részecskék eltűnnek, semlegesekké alakulnak, szintén csak párban. Mindezek a tények nem hagynak kétséget az elektromos töltés megmaradásának törvényének szigorú végrehajtása felől.

Az elektromos töltés megmaradásának oka még mindig ismeretlen.

A test villamosítása

A makroszkopikus testek általában elektromosan semlegesek. Bármely anyag atomja semleges, mert a benne lévő elektronok száma megegyezik az atommagban lévő protonok számával. A pozitív és negatív töltésű részecskék elektromos erők által kapcsolódnak egymáshoz, és semleges rendszereket alkotnak.

Egy nagy test akkor töltődik, ha több azonos töltésjelű elemi részecskét tartalmaz. A test negatív töltése az elektronok protonokhoz viszonyított többletének, a pozitív töltése pedig ezek hiányának köszönhető.

Ahhoz, hogy elektromosan töltött makroszkopikus testet kapjunk, vagy ahogy mondják, villamosítsuk, el kell választani a negatív töltés egy részét a hozzá tartozó pozitív töltéstől.

Ennek legegyszerűbb módja a súrlódás. Ha fésűvel végigfuttatja a haját, a legmozgékonyabb töltésű részecskék - elektronok - kis része a hajból a fésűbe kerül és negatívan tölti fel, a haj pedig pozitív töltésű lesz. A súrlódás hatására mindkét test ellentétes előjelű, de egyenlő nagyságú töltést kap.

A testek súrlódással történő villamosítása nagyon egyszerű. De elmagyarázni, hogyan történik ez, nagyon nehéz feladatnak bizonyult.

1 verzió. A testek villamosításánál fontos a köztük lévő szoros kapcsolat. Az elektromos erők tartják az elektronokat a testben. De a különböző anyagoknál ezek az erők eltérőek. Szoros érintkezés során az anyag elektronjainak kis része, amelyben az elektronok kapcsolata a testtel viszonylag gyenge, átmegy egy másik testhez. Az elektronok mozgása nem haladja meg az atomközi távolságokat (10-8 cm). De ha a holttesteket szétválasztják, akkor mindkettőjüket terhelik. Mivel a testek felületei soha nem tökéletesen simaak, az átmenethez szükséges szoros érintkezés a testek között csak a felületek kis részein jön létre. Amikor a testek egymáshoz dörzsölődnek, megnő a szorosan érintkező területek száma, és ezáltal megnő az egyik testből a másikba áthaladó töltött részecskék száma. De nem világos, hogy az elektronok hogyan mozoghatnak olyan nem vezető anyagokban (szigetelőkben), mint az ebonit, a plexi és mások. Semleges molekulákhoz kötődnek.

2. verzió. Egy ionos LiF kristály (szigetelő) példájával ez a magyarázat így néz ki. A kristály kialakulása során különféle típusú hibák lépnek fel, különösen üres helyek - a kristályrács csomópontjain lévő kitöltetlen helyek. Ha a pozitív lítiumionok és a negatív fluorionok üresedéseinek száma nem azonos, akkor a kristály a képződéskor térfogatban töltődik fel. De a töltést mint egészet a kristály nem tudja sokáig megtartani. Mindig van bizonyos mennyiségű ion a levegőben, és a kristály kihúzza őket a levegőből, amíg a kristály töltését a felületén lévő ionréteg semlegesíti. A különböző szigetelőknek eltérő tértöltésük van, ezért az ionok felületi rétegeinek töltései eltérőek. A súrlódás során az ionok felületi rétegei összekeverednek, és a szigetelők szétválasztásakor mindegyik feltöltődik.

Lehet-e két azonos szigetelőt, például ugyanazokat a LiF kristályokat súrlódással villamosítani? Ha ugyanazok a saját tértöltéseik, akkor nem. De eltérő saját töltéssel is rendelkezhetnek, ha a kristályosítási körülmények eltérőek voltak, és eltérő számú üresedés jelent meg. A tapasztalatok szerint az azonos rubin-, borostyán-, stb. kristályok súrlódása során felvillanyozható. A fenti magyarázat azonban valószínűleg nem minden esetben helytálló. Ha a testek például molekuláris kristályokból állnak, akkor a bennük lévő üres helyek megjelenése nem vezethet a test feltöltéséhez.

A testek villamosításának másik módja az, hogy különféle sugárzásoknak (különösen ultraibolya, röntgen- és γ-sugárzásnak) tesszük ki őket. Ez a módszer a fémek villamosítására a leghatékonyabb, amikor a sugárzás hatására az elektronok kiütődnek a fém felületéről, és a vezető pozitív töltést kap.

Befolyás általi villamosítás. A vezető nem csak a töltött testtel való érintkezéskor töltődik fel, hanem akkor is, ha bizonyos távolságra van. Vizsgáljuk meg ezt a jelenséget részletesebben. Szigetelt vezetőre akasztassunk könnyű papírlapokat (3. ábra). Ha a vezetőt először nem töltik fel, akkor a levelek nem elhajlottak. Vigyünk most egy szigetelt, erősen feltöltött fémgolyót a vezetőhöz, például üvegrúd segítségével. Látni fogjuk, hogy a test végein, az a és b pontban felfüggesztett lapok elhajlanak, bár a töltött test nem érinti a vezetőt. A vezetőt befolyással töltötték fel, ezért magát a jelenséget „befolyás általi villamosításnak” vagy „elektromos indukciónak” nevezték. Az elektromos indukcióval nyert töltéseket indukáltnak vagy indukáltnak nevezzük. A test közepén, az a’ és b’ pontokban felfüggesztett levelek nem térnek el. Ez azt jelenti, hogy az indukált töltések csak a test végein keletkeznek, és a közepe semleges vagy töltetlen marad. Ha az a és b pontban felfüggesztett lapokhoz egy villamosított üvegrudat viszünk, könnyen ellenőrizhető, hogy a b pontban lévő lapok taszítják, és az a pontban lévő lapok vonzzák. Ez azt jelenti, hogy a vezető távoli végén egy ugyanolyan előjelű töltés jelenik meg, mint a golyón, a közeli részeken pedig más előjelű töltések keletkeznek. A feltöltött golyó eltávolításával látni fogjuk, hogy a levelek lemennek. Teljesen hasonló módon megy végbe a jelenség, ha a kísérletet megismételjük a golyó negatív töltésével (például pecsétviasz használatával).

Elektronelmélet szempontjából ezek a jelenségek könnyen megmagyarázhatók a szabad elektronok vezetőben való létezésével. Ha pozitív töltést alkalmazunk egy vezetőre, az elektronok vonzódnak hozzá, és felhalmozódnak a vezető legközelebbi végén. Bizonyos számú „felesleges” elektron jelenik meg rajta, és a vezetőnek ez a része negatív töltésű lesz. A túlsó végén elektronhiány van, és ezért a pozitív ionok feleslege: itt pozitív töltés jelenik meg.

Ha egy negatív töltésű testet egy vezető közelébe viszünk, az elektronok a túlsó végén felhalmozódnak, és a közeli végén többlet pozitív ion keletkezik. Az elektronok mozgását okozó töltés eltávolítása után azok ismét eloszlanak a vezetőben, így annak minden része továbbra is töltetlen.

A töltések mozgása a vezető mentén és felhalmozódása a végein mindaddig folytatódik, amíg a vezető végein kialakuló többlettöltések hatása kiegyenlíti a golyóból kiinduló elektromos erőket, amelyek hatására az elektronok újraeloszlása megtörténik. A töltés hiánya a test közepén azt mutatja, hogy a golyóból kiáramló erők és azok az erők, amelyekkel a vezető végein felhalmozódott többlettöltések a szabad elektronokra hatnak, itt egyensúlyban vannak.

Az indukált töltések szétválaszthatók, ha töltött test jelenlétében a vezetőt részekre osztjuk. Egy ilyen élményt mutat be az ábra. 4. Ebben az esetben az elmozdult elektronok a feltöltött golyó eltávolítása után már nem térhetnek vissza; mivel a vezető mindkét része között dielektrikum (levegő) van. A felesleges elektronok a bal oldalon oszlanak el; az elektronhiány a b pontban részben pótolódik a b' pont területéről, így a vezető minden része feltöltöttnek bizonyul: a bal oldali - a golyó töltésével ellentétes előjellel, a jobb - a labda töltésével azonos nevű töltéssel. Nemcsak az a és b pont levelei térnek el egymástól, hanem az a’ és b’ pontokban a korábban álló levelek is.

Burov L.I., Strelchenya V.M. Fizika A-tól Z-ig: hallgatóknak, jelentkezőknek, oktatóknak. – Mn.: Paradoxon, 2000. – 560 p.

Myakishev G.Ya. Fizika: Elektrodinamika. 10-11 évfolyam: tankönyv. A fizika elmélyült tanulmányozásához / G.Ya. Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Slobodskov. – M.Zh. Bustard, 2005. – 476 p.

Fizika: Tankönyv. pótlék 10. évfolyamra. iskola és haladó osztályok tanult fizikusok/ O. F. Kabardin, V. A. Orlov, E. E. Evenchik és mások; Szerk. A. A. Pinsky. – 2. kiadás. – M.: Nevelés, 1995. – 415 p.

Alapfokú fizika tankönyv: Tanulmányi segédlet. 3 kötetben / Szerk. G.S. Landsberg: T. 2. Elektromosság és mágnesesség. – M: FIZMATLIT, 2003. – 480 p.

Ha egy üvegrudat dörzsöl egy papírlapon, a rúd képes lesz vonzani a tollakat, pihéket és vékony vízsugárokat. Ha száraz hajat műanyag fésűvel fésül, a haj vonzza a fésűt. Ezekben az egyszerű példákban olyan erők megnyilvánulásával találkozunk, amelyeket elektromosnak nevezünk.

Azokat a testeket vagy részecskéket, amelyek elektromos erőkkel hatnak a környező tárgyakra, feltöltöttnek vagy villamosítottnak nevezzük. Például a fent említett üvegrúd egy papírlapra dörzsölés után felvillanyozódik.

A részecskék elektromos töltéssel rendelkeznek, ha elektromos erők révén kölcsönhatásba lépnek egymással. Az elektromos erők a részecskék közötti távolság növekedésével csökkennek. Az elektromos erők sokszorosa az egyetemes gravitációs erők.

Az elektromos töltés olyan fizikai mennyiség, amely meghatározza az elektromágneses kölcsönhatások intenzitását.

Az elektromágneses kölcsönhatások töltött részecskék vagy testek közötti kölcsönhatások.

Az elektromos töltéseket pozitív és negatív töltésekre osztják. A stabil elemi részecskék - protonok és pozitronok, valamint fématomok ionjai stb. - pozitív töltéssel rendelkeznek. Stabil negatív töltéshordozók az elektron és az antiproton.

Vannak elektromosan töltetlen, azaz semleges részecskék: neutron, neutrínó. Ezek a részecskék nem vesznek részt elektromos kölcsönhatásokban, mivel elektromos töltésük nulla. Vannak részecskék elektromos töltés nélkül, de elektromos töltés nem létezik részecske nélkül.

Pozitív töltések jelennek meg a selyemmel dörzsölt üvegen. A szőrmére dörzsölt ebonit negatív töltésű. A részecskék azonos előjelű töltésekkel (mint a töltések) taszítják, és különböző előjelű (ellentétes töltésekkel) vonzzák a részecskéket.

Minden test atomokból áll. Az atomok pozitív töltésű atommagból és negatív töltésű elektronokból állnak, amelyek az atommag körül mozognak. Az atommag pozitív töltésű protonokból és semleges részecskékből - neutronokból áll. Az atomban lévő töltések úgy oszlanak meg, hogy az atom egésze semleges, vagyis az atomban lévő pozitív és negatív töltések összege nulla.

Az elektronok és a protonok bármely anyag részét képezik, és a legkisebb stabil elemi részecskék. Ezek a részecskék szabad állapotban korlátlan ideig létezhetnek. Az elektron és a proton elektromos töltését elemi töltésnek nevezzük.

Az elemi töltés az a minimális töltés, amellyel minden töltött elemi részecske rendelkezik. A proton elektromos töltése abszolút értékben egyenlő egy elektron töltésével:

e = 1,6021892(46) * 10-19 C

Bármely töltés nagysága az elemi töltés, azaz az elektron töltése abszolút értékének többszöröse. Az elektron a görögből lefordítva elektron - borostyán, proton - görög protos - először, neutron a latin neutrum - sem az egyik, sem a másik.

A különböző testek villamosításával kapcsolatos egyszerű kísérletek a következő pontokat illusztrálják.

2. Díjak (ill feltöltött testek) interakcióba lépnek egymással. Ugyanazok a díjak tolja el, és a vádakkal ellentétben vonzzák.

Elemi elektromos töltés ( e) - ez a legkisebb pozitív vagy negatív elektromos töltés, amely megegyezik az elektrontöltés értékével:

e = 1.6021892(46) 10-19 C.

A töltés meghatározása.

Külön hangsúlyozni kell, hogy a töltés a részecske szerves tulajdonsága. El lehet képzelni egy részecskét töltés nélkül, de lehetetlen elképzelni egy töltést részecske nélkül.

A modern fizikában a töltés meghatározása a következő:

Elektromos töltés- ez egy fizikai mennyiség, amely elektromos tér forrása, amelyen keresztül a részecskék kölcsönhatása a töltéssel történik.

Elektromos töltés– a testek elektromágneses kölcsönhatásba lépő képességét jellemző fizikai mennyiség. Coulombban mérve.

Elemi elektromos töltés– az elemi részecskék minimális töltése (proton- és elektrontöltés).

A testnek töltése van, azt jelenti, hogy több vagy hiányzó elektronja van. Ez a díj ki van jelölve q=ne. (ez egyenlő az elemi töltések számával).

Villamosítsa a testet– elektronfelesleget és hiányt hoz létre. Mód: súrlódással történő villamosításÉs villamosítás kontaktussal.

Pont hajnal d a test töltése, amely anyagi pontnak tekinthető.

Teszt töltés() – pont, kis töltés, mindig pozitív – az elektromos tér vizsgálatára szolgál.

A töltés megmaradásának törvénye:egy izolált rendszerben az összes test töltéseinek algebrai összege állandó marad, ha ezek a testek egymással kölcsönhatásba lépnek..

Coulomb törvénye:a két ponttöltés közötti kölcsönhatási erők arányosak e töltések szorzatával, fordítottan arányosak a köztük lévő távolság négyzetével, a közeg tulajdonságaitól függenek és a középpontjukat összekötő egyenes mentén irányulnak.

, Hol

F/m, Cl 2 /nm 2 – dielektrikum. gyors. vákuum

- kapcsolódik. dielektromos állandó (>1)

- abszolút dielektromos áteresztőképesség. környezet

Elektromos mező– olyan anyagi közeg, amelyen keresztül az elektromos töltések kölcsönhatása létrejön.

Az elektromos tér tulajdonságai:

Az elektromos tér jellemzői:

Feszültség(E) egy vektormennyiség, amely egyenlő az adott pontban elhelyezett egységnyi próbatöltésre ható erővel.

N/C-ben mérve.

Irány– ugyanaz, mint a ható erőé.

A feszültség nem múlik sem a teszttöltés erején, sem nagyságán.

Elektromos mezők szuperpozíciója: a több töltés által létrehozott térerősség egyenlő az egyes töltések térerősségeinek vektorösszegével:

Grafikusan Az elektronikus mezőt feszítővonalak ábrázolják.

Feszültségvonal– olyan egyenes, amelynek érintője minden pontban egybeesik a feszültségvektor irányával.

A feszítővonalak tulajdonságai: nem metszik egymást, minden ponton csak egy egyenes húzható át; nincsenek zárva, pozitív töltést hagynak és negatívba lépnek, vagy a végtelenbe oszlanak.

A mezők típusai:

Egységes elektromos tér– olyan mező, amelynek intenzitásvektora minden pontban azonos nagyságrendű és irányú.

Nem egyenletes elektromos tér– olyan mező, amelynek intenzitásvektora minden pontban nem egyenlő nagyságrendű és irányú.

Állandó elektromos tér– a feszültségvektor nem változik.

Változó elektromos tér– a feszültségvektor megváltozik.

Elektromos mező által végzett munka a töltés mozgatására.

, ahol F az erő, S az elmozdulás, - F és S közötti szög.

Egyenletes mező esetén: az erő állandó.

A munka nem függ a pálya alakjától; a zárt pályán való mozgáshoz végzett munka nulla.

Nem egységes mező esetén:

Elektromos tér potenciál– a próbaelektromos töltést végtelenbe mozgatva a tér által végzett munka aránya ennek a töltésnek a nagyságához.

-potenciális– a mezőre jellemző energia. Voltban mérve

Potenciális különbség:

, Azt

, Azt jelenti

-potenciál gradiens.

Egységes mező esetén: potenciálkülönbség – feszültség:

. Voltban mérik, a készülékek voltmérők.

Elektromos kapacitás– a testek képessége elektromos töltés felhalmozására; a töltés és a potenciál aránya, amely adott vezető esetén mindig állandó.

Nem függ a töltéstől és nem függ a potenciáltól. De ez a vezető méretétől és alakjától függ; a közeg dielektromos tulajdonságairól.

, ahol r a méret,

- a test körüli környezet permeabilitása.

Az elektromos kapacitás megnő, ha testek – vezetők vagy dielektrikumok – vannak a közelben.

Kondenzátor– készülék töltés felhalmozására. Elektromos kapacitás:

Lapos kondenzátor– két fémlemez, köztük egy dielektrikummal. Lapos kondenzátor elektromos kapacitása:

, ahol S a lemezek területe, d a lemezek közötti távolság.

Töltött kondenzátor energiája egyenlő az elektromos tér által végzett munkával, amikor a töltést egyik lemezről a másikra viszi át.

Kis díj átutalása

, a feszültség a következőre változik

, a munka kész

. Mert

, és C =konst,

. Majd

. Integráljunk:

Elektromos mező energia:

, ahol V=Sl az elektromos tér által elfoglalt térfogat

Nem egységes mező esetén:

Volumetrikus elektromos tér sűrűsége:

. J/m 3 -ben mérve.

Elektromos dipólus– két egyenlő, de egymással ellentétes előjelű, egymástól bizonyos távolságra elhelyezkedő pontszerű elektromos töltésből álló rendszer (dipóluskar -l).

A dipólus fő jellemzője az dipólusmomentum– a töltés és a dipóluskar szorzatával egyenlő vektor, amely a negatív töltéstől a pozitív felé irányul. Kijelölve

. Coulomb méterben mérve.

Dipólus egyenletes elektromos térben.

A következő erők hatnak a dipólus minden töltésére:

És

. Ezek az erők ellentétes irányúak, és egy pillanatnyi erőt hoznak létre - egy nyomatékot:, ahol

M – nyomaték F – a dipólusra ható erők

d – küszöbkar – dipóluskar

p – dipólusmomentum E – feszültség

- p közötti szög Eq – töltés

A nyomaték hatására a dipólus elfordul, és a feszítővonalak irányába igazodik. A p és E vektorok párhuzamosak és egyirányúak lesznek.

Dipólus nem egyenletes elektromos térben.

Van egy nyomaték, ami azt jelenti, hogy a dipólus forog. De az erők egyenlőtlenek lesznek, és a dipólus oda kerül, ahol az erő nagyobb.

-feszültség gradiens. Minél nagyobb a feszültségi gradiens, annál nagyobb az oldalirányú erő, amely a dipólust húzza. A dipólus az erővonalak mentén helyezkedik el.

Dipólus belső tér.

De. Majd:

Legyen a dipólus az O pontban és a karja kicsi. Majd:

A képlet a következők figyelembevételével készült:

Így a potenciálkülönbség attól a félszög szinuszától függ, amelynél a dipóluspontok láthatók, és a dipólusmomentumnak az ezeket a pontokat összekötő egyenesre való vetületétől.

Dielektrikumok elektromos térben.

Dielektromos- olyan anyag, amelynek nincs szabad töltése, ezért nem vezet elektromos áramot. Valójában azonban létezik vezetőképesség, de ez elhanyagolható.

Dielektromos osztályok:

poláris molekulákkal (víz, nitrobenzol): a molekulák nem szimmetrikusak, a pozitív és negatív töltések tömegközéppontjai nem esnek egybe, ami azt jelenti, hogy elektromos tér hiányában is van dipólusmomentusuk.

apoláris molekulákkal (hidrogén, oxigén): a molekulák szimmetrikusak, a pozitív és negatív töltések tömegközéppontjai egybeesnek, ami azt jelenti, hogy elektromos tér hiányában nincs dipólusmomentusuk.

kristályos (nátrium-klorid): két részrács kombinációja, amelyek közül az egyik pozitív, a másik negatív töltésű; elektromos tér hiányában a teljes dipólusmomentum nulla.

Polarizáció– a töltések térbeli szétválásának folyamata, kötött töltések megjelenése a dielektrikum felületén, ami a dielektrikumon belüli tér gyengüléséhez vezet.

Polarizációs módszerek:

1. módszer – elektrokémiai polarizáció:

Az elektródákon - kationok és anionok mozgása feléjük, anyagok semlegesítése; pozitív és negatív töltésű területek alakulnak ki. Az áramerősség fokozatosan csökken. A semlegesítési mechanizmus létrejöttének sebességét a relaxációs idő jellemzi - ez az az idő, amely alatt a polarizációs emf 0-ról maximumra nő a tér alkalmazásától számítva. = 10 -3 -10 -2 s.

2. módszer – orientációs polarizáció:

A dielektrikum felületén kompenzálatlan polárisok képződnek, azaz. a polarizáció jelensége lép fel. A dielektrikumon belüli feszültség kisebb, mint a külső feszültség. Relaxációs idő: = 10 -13 -10 -7 s. Frekvencia 10 MHz.

3. módszer – Elektronikus polarizáció:

A dipólussá váló apoláris molekulákra jellemző. Relaxációs idő: = 10 -16 -10 -14 s. Frekvencia 10 8 MHz.

4. módszer – ionpolarizáció:

Két rács (Na és Cl) elmozdul egymáshoz képest.

Relaxációs idő:

5. módszer – mikrostrukturális polarizáció:

A biológiai struktúrákra jellemző, ha töltött és töltés nélküli rétegek váltják egymást. Az ionok újraeloszlása a félig áteresztő vagy az iont át nem eresztő válaszfalakon történik.

Relaxációs idő: =10 -8 -10 -3 s. Frekvencia 1KHz

A polarizáció fokának numerikus jellemzői:

Elektromos áram– ez a szabad töltések rendezett mozgása anyagban vagy vákuumban.

Az elektromos áram létezésének feltételei:

ingyenes díjak jelenléte

elektromos tér jelenléte, azaz. ezekre a töltésekre ható erők

Jelenlegi erősség– az időegység alatt (1 másodperc) egy vezető tetszőleges keresztmetszetén áthaladó töltéssel egyenlő érték

Amperben mérve.

n – töltéskoncentráció

q – töltési érték

S – a vezető keresztmetszete

- a részecskék irányított mozgásának sebessége.

A töltött részecskék mozgási sebessége elektromos térben kicsi - 7 * 10 -5 m/s, az elektromos tér terjedési sebessége 3 * 10 8 m/s.

Áramsűrűség– az 1 m2-es keresztmetszeten 1 másodperc alatt áthaladó töltés mennyisége.

. A/m2-ben mérve.

- az elektromos térből az ionra ható erő egyenlő a súrlódási erővel

- ionok mobilitása

- az ionok irányított mozgásának sebessége = mobilitás, térerősség

Minél nagyobb az ionok koncentrációja, töltésük és mobilitásuk, annál nagyobb az elektrolit fajlagos vezetőképessége. A hőmérséklet emelkedésével nő az ionok mobilitása és nő az elektromos vezetőképesség.

Az elektromosan töltött testek kölcsönhatásának megfigyelései alapján Benjamin Franklin amerikai fizikus egyes testeket pozitív töltésűnek, másokat negatív töltésűnek nevezett. Ennek megfelelően és elektromos töltések hívott pozitívÉs negatív.

A hasonló töltésű testek taszítják. Az ellentétes töltésű testek vonzzák.

Ezek a töltésnevek meglehetősen hagyományosak, és egyetlen jelentésük az, hogy az elektromos töltésű testek vonzzák vagy taszítják.

Egy test elektromos töltésének előjelét a töltésjel hagyományos szabványával való kölcsönhatás határozza meg.

A szőrmével dörzsölt ebonitbot töltetét e szabványok közé vették. Úgy tartják, hogy az ebonit pálcika szőrmével való dörzsölés után mindig negatív töltéssel rendelkezik.

Ha meg kell határozni, hogy egy adott test töltésének milyen jele van, ebonit rúdhoz hozzák, szőrmével bedörzsöljük, könnyű szuszpenzióban rögzítjük, és megfigyeljük a kölcsönhatást. Ha a botot taszítják, akkor a testnek negatív töltése van.

Az elemi részecskék felfedezése és tanulmányozása után kiderült, hogy negatív töltés mindig van egy elemi részecske - elektron.

Elektron (görögből - borostyán) - stabil elemi részecske negatív elektromos töltéssele = 1,6021892(46) . 10 -19 C, nyugalmi tömegm e =9.1095. 10-19 kg. J. J. Thomson angol fizikus fedezte fel 1897-ben.

A természetes selyemmel dörzsölt üvegrúd töltését a pozitív töltés standardjának vettük. Ha egy botot taszítanak egy villamosított testről, akkor ennek a testnek pozitív töltése van.

Pozitív töltés mindig van proton, amely az atommag része. Anyag az oldalról

A fenti szabályokat használva a test töltésének előjelének meghatározásához emlékeznie kell arra, hogy ez a kölcsönhatásban lévő testek anyagától függ. Így egy ebonit rúd pozitív töltésű lehet, ha szintetikus anyagokból készült ruhával dörzsöljük. Az üvegrúdnak negatív töltése lesz, ha szőrrel dörzsöljük. Ezért, ha azt tervezzük, hogy negatív töltést kapunk egy ebonit botra, akkor azt mindenképpen használjuk szőrmével vagy gyapjúszövettel való dörzsöléskor. Ugyanez vonatkozik az üvegrúd villamosítására is, amelyet természetes selyemből készült ruhával dörzsölnek át, hogy pozitív töltést kapjanak. Csak az elektronnak és a protonnak van mindig és egyértelműen negatív, illetve pozitív töltése.

Ez az oldal témák szerint tartalmaz anyagokat.

A hasonló töltésű testek taszítják. Az ellentétes töltésű testek vonzzák.

Ezek a töltésnevek meglehetősen hagyományosak, és egyetlen jelentésük az, hogy az elektromos töltésű testek vonzzák vagy taszítják.

Egy test elektromos töltésének előjelét a töltésjel hagyományos szabványával való kölcsönhatás határozza meg.

A szőrmével dörzsölt ebonitbot töltetét e szabványok közé vették. Úgy tartják, hogy az ebonit pálcika szőrmével való dörzsölés után mindig negatív töltéssel rendelkezik.

Az elemi részecskék felfedezése és tanulmányozása után kiderült, hogy negatív töltés mindig van egy elemi részecske - elektron.

Pozitív töltés mindig van proton, amely az atommag része. Anyag az oldalról

Ezen az oldalon a következő témákban található anyagok:

Mi a pozitív töltés hagyományos szabványa?
Ez a negatív töltés hagyományos szabványa
A pozitív töltés hagyományos mércéje az
Mi a negatív töltés hagyományos szabványa?
Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete

Ha a töltés negatív. Az elektromos töltés rövid története

A töltés meghatározása.

A töltés meghatározása.

Mi a pozitív töltés hagyományos szabványa?

Ez a negatív töltés hagyományos szabványa

A pozitív töltés hagyományos mércéje az

Mi a negatív töltés hagyományos szabványa?