Elektrik yükü: nedir ve nasıl ölçülür

Doğada, her şey mekanik, MKT ve termodinamik açısından açıklanamaz, ayrıca kütlesine bağlı olmamakla birlikte vücudu etkileyen elektromanyetik fenomenler de vardır. Vücutların bir elektromanyetik alan kaynağı olma yeteneği, fiziksel bir skaler miktar - bir elektrik yükü ile karakterize edilir. İlk olarak 1785 yılında Coulomb yasasında yer almıştır, ancak varlığına çağımızdan önce bile dikkat çekilmiştir. Bu yazıda size basit kelimelerle bir elektrik yükünün ne olduğunu ve nasıl ölçüldüğünü anlatacağız.

keşiflerin tarihi

Antik çağda bile, kehribar ipeğe sürülürse taşın hafif nesneleri kendine çekmeye başlayacağı fark edildi. William Hilbert, bu deneyleri 16. yüzyılın sonuna kadar inceledi. Yapılan işle ilgili raporda, diğer cisimleri çekebilecek nesnelere elektrikli denir.

1729'daki sonraki keşifler, cisimlerin farklı maddelere sürtündüklerinde davranışlarını gözlemleyerek Charles Dufay tarafından yapıldı. Böylece iki tür yükün varlığını kanıtladı: birincisi reçine yüne sürtündüğünde, ikincisi camın ipeğe sürttüğünde oluşur. Mantıksal olarak, onları "reçineli" ve "camsı" olarak adlandırdı. Benjamin Franklin de bu konuyu araştırdı ve pozitif ve negatif yük kavramlarını tanıttı. Resimde - B. Franklin yıldırımı yakalar.

Aşağıda portresi gösterilen Charles Coulomb, daha sonra adı verilen yasayı keşfetti. Coulomb yasası. İki nokta yükünün etkileşimini tanımladı. Ayrıca değeri ölçebildi ve bunun için daha sonra konuşacağımız bir burulma dengesi icat etti.

Ve zaten geçen yüzyılın başında, deneylerin bir sonucu olarak Robert Milliken, ayrıklıklarını kanıtladı. Bu, her cismin yükünün, temel elektrik yükünün bir tamsayı katına eşit olduğu ve elektronun temel olduğu anlamına gelir.

teorik bilgi

Elektrik yükü, cisimlerin bir elektromanyetik alan oluşturma yeteneğidir. Fizikte, elektrostatik bölümü, seçilen eylemsiz referans çerçevesine göre durağan olan yüklerin etkileşimlerini inceler.

Ne ölçülür

SI ölçü birimine "Coulomb" denir - 1 Amperlik bir iletken kesitinden 1 saniyede geçen bir elektrik yüküdür.

Harf tanımı Q veya q'dur. Hem pozitif hem de negatif değerler alabilir. Adı fizikçi Charles Coulomb'un onuruna, aralarındaki etkileşim kuvvetlerini bulmak için bir formül türetti, buna "Coulomb Yasası" denir:

İçinde q1, q2 yük modülleridir, r aralarındaki mesafedir, k orantı katsayısıdır.

Formül, çekim yasasına benzer, prensipte böyle bir etkileşimi tanımlar. En küçük kütleye sahiptir. Elektrik yükü negatiftir ve şuna eşittir:

-1.6 * 10 ^ (- 19) Cl

Bir pozitron, bir elektronun tersidir ve ayrıca bir pozitif temel yükten oluşur.

Ayrık, nicelenmiş veya kısımlar halinde ölçülmesine ek olarak, Korunum Yasası bunun için de geçerlidir. Bu, kapalı bir sistemde yalnızca her ikisinin de ücretlerinin olduğunu gösterir. işaretler. Basit bir ifadeyle - kapalı (izole) bir sistemdeki parçacıkların ve cisimlerin yüklerinin cebirsel (işaretleri dikkate alarak) toplamı her zaman değişmeden kalır. Zamanla veya parçacık hareket ettiğinde değişmez, ömrü boyunca sabittir. En basit yüklü parçacıklar geleneksel olarak elektrik yükleriyle karşılaştırılır.

Elektrik yüklerinin korunumu yasası ilk olarak 1843'te Michael Faraday tarafından doğrulandı. Bu, fiziğin temel yasalarından biridir.

İletkenler, yarı iletkenler ve dielektrikler

İletkenlerde birçok ücretsiz ücret vardır. Vücutta serbestçe hareket ederler. Yarı iletkenlerde neredeyse hiç serbest taşıyıcı yoktur, ancak vücuda küçük bir enerji aktarırsanız oluşurlar, bunun sonucunda vücut bir elektrik akımı iletmeye başlar, yani. elektrik yükleri hareket etmeye başlar. Dielektrikler, serbest taşıyıcıların sayısının minimum olduğu maddelerdir, bu nedenle akım içlerinden geçemez veya belirli koşullar altında, örneğin çok yüksek bir voltaj olabilir.

Etkileşim nasıl ifade edilir

Elektrik yükleri birbirini çeker ve iter. Bu, mıknatısların etkileşimine benzer. Saçınıza cetvel veya tükenmez kalem sürttüğünüzde elektriklendiğini herkes bilir. Bu durumda kağıda getirirseniz, elektrikli plastiğe yapışacaktır. Elektrifikasyon sırasında, yüklerin yeniden dağılımı meydana gelir, böylece vücudun bir kısmında daha fazla, diğerinde daha az bulunur.

Aynı nedenle, bazen yün kazak veya diğer insanlara dokunduğunuzda elektrik çarparsınız.

Çıktı: bir işaretli elektrik yükleri birbirine eğilimlidir ve farklı olanlarla - itilirler. Birbirlerine dokunduklarında bir bedenden diğerine akarlar.

Ölçüm yöntemleri

Elektrik yükünü ölçmenin birkaç yolu vardır, hadi bunlardan bazılarına göz atalım. Ölçüm cihazına burulma terazisi denir.

Coulomb'un terazisi, buluşunun bir burulma terazisidir. Anlamı, uçlarında iki bilyeli ve bir sabit yüklü bilyeli hafif bir çubuğun bir kuvars ipliği üzerindeki bir kapta asılı kalması gerçeğinde yatmaktadır. İpliğin diğer ucu kapağa takılır. Sabit top, kendisine bir yük vermek için çıkarılır, ardından onu tekrar tekneye takmanız gerekir. Bundan sonra ipte asılı kalan kısım hareket etmeye başlayacaktır. Kap, dereceli bir ölçekle işaretlenmiştir. Çalışma prensibi videoya yansıtılmıştır.

Elektrik yükünü ölçmek için başka bir cihaz elektroskoptur. Öncekiler gibi, üzerine iki metal folyo levhanın sabitlendiği elektrotlu bir cam kaptır. Yüklü gövde elektrotun üst ucuna getirilir, bu sayede yük folyo üzerine akar ve sonuç olarak her iki yaprak da aynı isimle yüklenir ve itilmeye başlar. Yük miktarı, ne kadar saptırdıklarına göre belirlenir.

Elektrometre başka bir ölçüm aletidir. Metal bir çubuk ve dönen bir oktan oluşur. Yüklü bir cisim elektrometreye dokunduğunda, yükler çubuktan aşağı oka doğru akar, ok sapar ve ölçekte belirli bir değeri gösterir.

Son olarak, konuyla ilgili başka bir yararlı video izlemenizi öneririz:

Önemli bir fiziksel niceliği ele aldık. Bununla ilgili öğretiler, genel olarak elektrik hakkındaki bilgileri önemli ölçüde genişletmeye izin verdi. Bilime ve teknolojiye katkısı oldukça fazladır ve bu bilginin uygulama alanı tıp ile ilişkilidir. Hava iyonlaştırıcılarının insan vücudu üzerinde olumlu bir etkisi vardır: havadan hücrelere oksijen iletimini hızlandırırlar. Böyle bir cihazın bir örneği Chizhevsky avizesidir. Artık elektrik yükünün ne olduğunu ve nasıl ölçüldüğünü biliyorsunuz.

İlgili malzemeler:

• Watt, kilowatt'a nasıl dönüştürülür
• Basit kelimelerle Joule-Lenz yasası
• statik elektrik nedir