מהו מטען חשמלי באילו יחידות הוא נמדד
היסטוריית הגילוי
אפילו בעת העתיקה, הבחין כי אם תשפשף ענבר על חומר משי, האבן תתחיל למשוך חפצים קלים. ויליאם הילברט חקר ניסויים אלה עד סוף המאה ה -16. בדוח ההתקדמות חפצים שיכולים למשוך גופים אחרים נקראים מחשמל.
התגליות הבאות בשנת 1729 נעשו על ידי צ'ארלס דאף, תוך התבוננות בהתנהגותם של גופות במהלך החיכוך שלהם בעניינים שונים. לפיכך, הוא הוכיח את קיומם של שני סוגים של מטענים: הראשון נוצר על ידי חיכוך של שרף על צמר, והשני על ידי חיכוך של זכוכית על משי. בעקבות ההיגיון הוא קרא להם "זפת" ו"זכוכית ". בנימין פרנקלין חקר גם נושא זה והציג את מושגי המטען החיובי והשלילי. באיור - ב. פרנקלין תופס ברק.
צ'רלס קולומב, שדיוקנו מתואר למטה, גילה את החוק, ששמו לאחר מכן חוק תליון. הוא תיאר את האינטראקציה בין שני מטעני נקודה. יכולתי גם למדוד את הערך והמצאתי לאיזון הפיתול הזה, עליו נדבר בהמשך.
ובתחילת המאה הקודמת, רוברט מיליקן, כתוצאה מהניסויים, הוכיח את דיסקרטיותם. משמעות הדבר היא שהמטען של כל גוף שווה למכפל כולו של המטען החשמלי האלמנטרי, והאלקטרון הוא אלמנטרי.
מידע תיאורטי
מטען חשמלי הוא היכולת של גופים ליצור שדה אלקטרומגנטי. בפיזיקה, החלק האלקטרוסטטיקה חוקר את האינטראקציות של מטענים ללא תנועה ביחס למערכת האינרציה שנבחרה.
מה נמדד
יחידת המדידה במערכת SI נקראת "קולומב" - זהו מטען חשמלי העובר בחתך רוחב של מוליך של 1 אמפר בשנייה אחת.
ייעוד האותיות הוא Q או q. זה יכול לקחת ערכים חיוביים ושליליים כאחד. השם הוא לכבוד הפיזיקאי צ'רלס קולומב, הוא הוציא נוסחה למציאת כוחות האינטראקציה ביניהם, זה נקרא "חוק קולומב":
בתוכו, q1, q2 הם מודולי הטעינה, r הוא המרחק ביניהם, k הוא מקדם המידתיות.
הנוסחה דומה לחוק המשיכה, באופן עקרוני היא מתארת אינטראקציה דומה. יש לו המסה הקטנה ביותר. המטען החשמלי שלו שלילי והוא שווה ל:
-1.6 * 10 ^ (- 19) ג
פוזיטרון הוא הערך ההפוך לאלקטרון; הוא מורכב גם ממטען אלמנטרי חיובי אחד.
מלבד העובדה שהוא נפרד, מכמת או נמדד בחלקים, תקף לו גם חוק שימור המטענים, הקובע כי במערכת סגורה מטענים של שני הסימנים יכולים להתרחש רק במקביל. במילים פשוטות, הסכום האלגברי (בהתחשב בסימנים) של מטעני החלקיקים והגופים במערכת סגורה (מבודדת) תמיד נשאר ללא שינוי. זה לא משתנה עם הזמן או עם תנועת החלקיק, הוא קבוע במהלך חייו. החלקיקים הטעונים הפשוטים ביותר מושווים בדרך כלל עם מטענים חשמליים.
החוק לשימור מטענים חשמליים אושר לראשונה על ידי מייקל פאראדיי בשנת 1843. זהו אחד מחוקי היסוד של הפיזיקה.
מוליכים, מוליכים למחצה ודיאלקטריקה
ישנם הרבה חיובים בחינם במוליכים. הם נעים בחופשיות בגוף. אין כמעט נשאים חופשיים במוליכים למחצה, אך אם מעט אנרגיה מועברת לגוף, הם נוצרים, כתוצאה מהם הגוף מתחיל להוביל זרם חשמלי, כלומר מטענים חשמליים מתחילים לנוע. דיאלקטריקה הם חומרים שבהם מספר המנשאים החופשיים הוא מינימלי, כך שהזרם אינו יכול לזרום דרכם או יכול בתנאים מסוימים, למשל, מתח גבוה מאוד.
מה האינטראקציה
מטענים חשמליים נמשכים ומודחים זה מזה. זה דומה לאינטראקציה של מגנטים. כולם יודעים שאם תשפשף סרגל או עט כדורי על שיערך, הוא יהפוך לחשמל. אם במצב זה אתה מביא אותו לנייר, אז הוא ידבק בניילון המחושמל. במהלך החשמל, חלוקה מחדש של מטענים מתרחשת, כך שבחלק אחד של הגוף הם הופכים גדולים יותר, ובאחרים פחות.
מאותה סיבה, אתה לפעמים המום מסוודר צמר או אנשים אחרים כשאתה נוגע בהם.
סיכום: מטענים חשמליים עם שלט אחד נוטים זה לזה, ובסימנים שונים הם דוחים זה את זה. הם זורמים מגוף לגוף כשהם נוגעים זה בזה.
שיטות מדידה
ישנן מספר דרכים למדידת מטען חשמלי, בואו נסתכל על כמה מהן. מכשיר המדידה נקרא איזון פיתול.
מאזני תליון הם מאזני הפיתול של המצאתו. העניין הוא שמוט אור עם שני כדורים בקצוות וכדור טעון אחד נייח מושעים בכלי על חוט קוורץ. הקצה השני של החוט מקובע לכובע. הכדור הנייח מוסר בכדי לומר לו את המטען, לאחר מכן עליכם להתקין אותו בחזרה לכלי. לאחר מכן החלק המתלה על החוט יתחיל לנוע. על הכלי מסומן סולם בוגר. עקרון פעולתו בא לידי ביטוי בסרטון.
מכשיר נוסף למדידת מטען חשמלי הוא אלקטרוסקופ. זה, כמו הקודמים, כלי זכוכית עם אלקטרודה שעליה קבועים שני יריעות מתכת. הגוף הטעון מובא לקצהו העליון של האלקטרודה, שלאורכה זורם המטען אל נייר הכסף, וכתוצאה מכך שני העלים מתגלים כאותם מטען ומתחילים להדוף. גובה החיוב נקבע על פי כמה הם חורגים.
אלקטרומטר הוא מכשיר מדידה נוסף. מורכב ממוט מתכת וחץ מסתובב. כאשר גוף טעון נוגע באלקטרומטר, מטענים זורמים במורד המוט אל החץ, החץ סוטה ומציין ערך מסוים בסולם.
בסופו של דבר אנו ממליצים לצפות בסרטון וידאו שימושי נוסף בנושא:
בחנו כמות פיזית חשובה. ההוראה בנושא הרחיבה משמעותית את הידע בתחום החשמל באופן כללי. התרומה למדע וטכנולוגיה היא די משמעותית, ותחום היישום של ידע זה קשור גם לרפואה. מיינני אוויר משפיעים לטובה על גוף האדם: הם מאיצים את תהליך העברת החמצן מהאוויר לתאים. דוגמה למכשיר כזה היא נברשת צ'יז'בסקי.עכשיו אתה יודע מהו מטען חשמלי ואיך הוא נמדד.
חומרים קשורים:
טעינה...
