Εξηγούμε τι είναι το ηλεκτρικό φορτίο, πώς ταξινομείται και ποιες είναι οι ιδιότητές του. Επίσης, τι είναι ο νόμος του Coulomb.
Τι είναι το ηλεκτρικό φορτίο;
Σεφυσικός, ένα ηλεκτρικό φορτίο ονομάζεται αιδιότητα της ύλης που υπάρχει στο υποατομικά σωματίδια και αποδεικνύεται από δυνάμεις έλξης ή απώθησης μεταξύ τους, μέσω πεδίωνηλεκτρομαγνητικός.
Ύλη που αποτελείται από άτομα Είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, δηλαδή δεν φορτίζεται αν δεν το φορτίσει κάποιος εξωτερικός παράγοντας. Τα άτομα έχουν τον ίδιο αριθμό αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια) με τα θετικά φορτισμένα σωματίδια (πρωτόνια).
Ωστόσο, το ύλη μπορεί να φορτιστεί ηλεκτρικά, δηλαδή να αποκτήσει ή να χάσει φορτίο και έτσι να παραμείνει φορτισμένο με αρνητικό ή θετικό τρόπο. Η φορτισμένη ύλη δημιουργεί α ηλεκτρικό πεδίο, ένα πεδίο ηλεκτρικών δυνάμεων. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι μία από τις τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις του φύση.
Τα ηλεκτρικά φορτία δεν μπορούν να δημιουργηθούν ή να καταστραφούν. Η ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου στο σύμπαν είναι σταθερό, δεν αλλάζει με την πάροδο του χρόνου.
Τα υλικά ανταποκρίνονται διαφορετικά στην ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Μερικοί είναι μαέστροι τουηλεκτρική ενέργεια και άλλα είναι μονωτικά, δηλαδή δεν το διεξάγουν.
Σύμφωνα μεΔιεθνές Σύστημα Μετρήσεων (SI), τα ηλεκτρικά φορτία μετρώνται σε μια μονάδα που ονομάζεται Coulombs ή Coulombs (C). Το όνομά του καθιερώθηκε προς τιμήν του Γάλλου φυσικού Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806), ενός από τους μεγαλύτερους μελετητές αυτού του τύπου φυσικών φαινομένων.
Μια μονάδα Coulomb ορίζεται ως η ποσότητα του φορτίου που μεταφέρεται από α ηλεκτρικό ρεύμα ενός ενισχυτή για έναηλεκτρικός αγωγός σε ένα δευτερόλεπτο. Ένα αμπέρ αντιστοιχεί σε 6,242 x 1018 ελεύθερα ηλεκτρόνια.
Τύποι ηλεκτρικού φορτίου
Τα ηλεκτρικά φορτία αλληλεπιδρούν μεταξύ τους ανάλογα με τον τύπο τους: μπορεί να είναι θετικά ή αρνητικά, όπως τα ονόμασε ο Benjamin Franklin. Αυτές οι ονομασίες είναι αυθαίρετες, δηλαδή, δεν υπάρχει τίποτα που να διακρίνει το θετικό από το αρνητικό, αλλά θεωρούνται το ίδιο με ένα μαγνητικό δίπολο, ως μπαταρία, που έχει θετικό πόλο (ή βόρειο) και αρνητικό πόλο (ή νότιο).
Το θετικό συμβολίζεται με το σύμβολο + και το αρνητικό με το σύμβολο, συμβατικά. Ηλεκτρικά φορτία με ίσα πρόσημα απωθούνται μεταξύ τους. Ηλεκτρικά φορτία αντίθετων ζωδίων έλκονται μεταξύ τους.
Ιδιότητες ηλεκτρικού φορτίου
Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια εγγενής ιδιότητα της ύλης και βρίσκεται σε υποατομικά σωματίδια: ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα και πρωτόνια θετικό φορτίο (το νετρόνια ουδέτερο φορτίο, όπως υποδηλώνει το όνομα).
Όταν ένα αντικείμενο φορτίζεται ηλεκτρικά, αυτό οφείλεται στο α μετατόπιση στα ηλεκτρόνια του, είτε απώλεια (απόκτηση θετικού φορτίου) είτε ενσωμάτωση (απόκτηση αρνητικού φορτίου). Επομένως, ένα υλικό με περίσσεια ηλεκτρονίων στα εξωτερικά του άτομα θα παρουσιάζει αρνητικό φορτίο, ενώ ένα με έλλειμμα θα παρουσιάζει θετικό φορτίο.
Σε ένα κλειστό σύστημα, το ηλεκτρικό φορτίο παραμένει σταθερό, όπως συμβαίνει σε οποιοδήποτε χημική αντίδραση.
νόμος Coulomb
Το μέγεθος της ελκτικής ή απωστικής δύναμης εξαρτάται από το φορτίο και την απόσταση.ο νόμος Coulomb ή Θεμελιώδης Αρχή του Ηλεκτροστατικά διέπει το μέγεθος των ελκτικών ή απωστικών δυνάμεων μεταξύ δύο καθορισμένων ηλεκτρικών φορτίων, ανεξάρτητα από το πρόσημο του φορτίου τους (προφανώς, αν είναι του ίδιου ζώου, θα είναι απωστική δύναμη και αν είναι του αντίθετου πρόσημου, θα είναι ελκυστική δύναμη) .
Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, αυτή η δύναμη είναι ανάλογη με το γινόμενο της τιμής των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης που τα χωρίζει. Αυτό εκφράζεται μαθηματικά ως εξής:
F = Κ. [(Q1 x Q2) / r2]
Που:
- F είναι η ηλεκτρική δύναμη.
- Q είναι οι χρεώσεις.
- r είναι η απόσταση που τους χωρίζει.
- Το K είναι μια σταθερά αναλογικότητας που ορίζεται ως 9,109 N.m2 / C2.