Mi az elektromos töltés meghatározása. Elektromos töltésmérés
Az egyik alapvető fizikai mennyiség, amely közvetlenül kapcsolódik a villamos energiához és különösen az elektrotechnikához elektromos töltés. Megszoktuk, hogy az elektrotechnikában a töltést mértékegységben mérik medálok, de kevesen tudják, hogy vannak más mértékegységek is elektromos töltés. Számításkor elektromos diagramok, elektromos mérőműszerek használatakor az SI-mértékegységek nemzetközi rendszerét alkalmazzák. De tudtad, hogy vannak más mérési rendszerek is?
Medál
A töltésnek ezt a mértékegységét sokan ismerik az iskola óta. Amint azt már megértette, az SI mértékegységrendszerére vonatkozik. Ez egy származtatott mennyiség, amely nem alap az SI rendszerben. Más mennyiségekből származik, és más mennyiségek határozzák meg.
A mértékegységet Charles de Augustin Coulomb tudósról nevezték el, aki felfedezte a töltések kölcsönhatásának törvényét, és ennek megfelelően az elektromos töltést. A díj összegét betűkkel rövidítjük Cl, és ha a díj mértékéről van szó, akkor azt írják nagybetűvel - medál .
Az elektromos töltés meghatározása az SI rendszerben a következő:
Az egy coulombos elektromos töltés olyan töltés, amely egy vezető keresztmetszetén egy amper árammal, egy másodperc alatt halad át.
Kapcsolat van a töltés és az amperóránkénti egység között. Egy coulomb elektromosság egyenlő 1/3600 amperóra.
Franklin
A töltés másik mértékegysége és mértéke, amely az amerikai feltaláló és fizikus - Benjamin Franklin - nevéhez fűződik. Portréja az amerikai százdolláros bankjegyen látható. Ez a mértékegység az SGSE mértékegységrendszerébe tartozik, amelyben az alapegységek a centiméter, a gramm és a másodperc. Ezt a mértékegységrendszert egyébként a fizikai mértékegységek abszolút rendszerének nevezik, és széles körben használták az SI-rendszer (1960-ban elfogadott) elfogadása előtt.
A mértékegység rövidítése: Fr(orosz) ill Fr(Angol).
Az elektromos töltés meghatározása az SGSE rendszerben a következő:
Egy Franklin elektromos töltése akkora töltés, hogy egy Franklin két ellentétes töltése, amelyek vákuumban helyezkednek el egy centiméter távolságra, egy din erővel vonzzák egymást.
A definícióból látható, hogy eltér az SI rendszerre adotttól. A különbség elsősorban az, hogy az SI rendszerben a töltést áramerősségben fejezik ki és ez alapján határozzák meg, az SGSE rendszerben viszont a töltést fejezik ki.
Az SGSE rendszer kényelmes számításokhoz és fizikai kutatásokhoz, az SI rendszer pedig az elektrotechnika gyakorlati igényeihez.
A Coulomb-törvény, amely közvetlenül kapcsolódik a töltésekhez, az SI és az SGS (SGSE) rendszerben eltérően van megírva. Töltési egység be 1 Cl nyelvre fordítható 1 Frés fordítva.
Létezik még a természetes mértékegységek Planck-rendszere, amely elektromos töltést is tartalmaz. Ezt a rendszert először egy német fizikus javasolta Max Planck 1899 a fénysebesség és a gravitációs állandó, valamint két további általa bevezetett állandó alapján.
Kijelölve q p. Alapvető mértékegység, amelyet alapvető állandókkal határoznak meg. A következőképpen definiálva:
Minden test oszthatatlan apró részecskékből áll, amelyeket eleminek neveznek. Van tömegük, és képesek vonzani egymást. A jogban egyetemes gravitáció, viszonylag lassan csökken a részecskék közötti távolság növekedésével (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 határozza meg az intenzitás mértékét.Az legfontosabb jellemzője elemi részecskék, ami 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 skaláris fizikai mennyiség, amely a részecskék vagy testek azon képességét jellemzi, hogy egymással elektromágneses erőkölcsönhatásba lépnek.
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 ketten érintkeznek pontdíjak a köztük lévő távolság sokkal nagyobb, mint a lineáris méreteik.
A részecskéknek van ellentétes töltések: protonok - pozitív, elektronok - negatív. Ezek a jelek (plusz és mínusz) a részecskék vonzási képességét tükrözik (a különböző jelek) és tolja le (egynél). 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 magyarázza a töltés eloszlása a nyíl és a rúd mentén. 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 következő tulajdonságait különböztetjük meg. Lehetnek pozitívak és negatívak (a névválasztás véletlenszerű), amelyek vonzzák és taszítják. A töltések érintkezéskor átvihetők egyik testről a másikra. Egy test benne különböző feltételek eltérő díjak lehetnek. Fontos tulajdonság a diszkrétség, ami a legkisebb, univerzális töltés meglétét jelenti, amely bármely test hasonló mutatóinak többszöröse. Belül zárt rendszer az összes töltés algebrai összege állandó marad. A természetben az azonos előjelű töltések nem egyszerre jelennek meg és tűnnek el.
Jel, hogy a test rendelkezik elektromos töltés, kölcsönhatása más testekkel. Erről volt szó az előző bekezdésben. De az ilyen interakció minden egyes esetben eltérő intenzitású lehet. Ez alapot ad annak állítására, hogy egy test tulajdonságának, az úgynevezett elektromos töltésnek lehet mennyiségi mértéke.
Term "elektromos töltés" gyakran egyszerűen „elektromos töltéssel rendelkező testet” jelent.
Az elektromos töltés mennyiségi mértékét először nevezték el villamos energia mennyisége. De idővel ezt az intézkedést egyszerűen hívták elektromos töltés. Tehát, ha az elektromos töltés értékéről beszélnek, akkor egy test - elektromos töltés - tulajdonságának mennyiségi mértékét értik.
Elektromos töltés a test olyan tulajdonsága, amely elektromágneses térrel való kölcsönhatásban nyilvánul meg. Elektromos töltés az elektromos töltéssel rendelkező test tulajdonságainak mértéke is.
A kiterjesztett test töltésértékét betűvel jelöljük K. Ha ponttest töltéséről beszélünk, akkor azt kis betűvel jelöljük q.
Az elektromos töltés méréséhez használja speciális eszközök. Az egyik ilyen eszköz az elektrométer.
Az elektrométer fő része egy fém tokban rögzített fémrúd egy nem vezető anyagból készült hüvely segítségével (4.4. ábra). A rúd alján egy könnyűfém mutató található, amely vízszintes tengelyen foroghat. A nyíl tengelye valamivel a tömegközéppontja felett halad. Csak a gravitáció hatására a nyíl általában függőleges helyzetben van. Anyag az oldalról
Ha a rúd felső végét egy feltöltött fémgolyó érinti, a rúd és a nyíl elektromos töltést kap. A hasonló töltésű rúd és a nyíl kölcsönhatása miatt olyan erő keletkezik, amely a nyilat egy bizonyos szögbe fordítja. Kísérletileg megállapították, hogy a nyíl elhajlási szöge a rúdon és a nyílon lévő töltés értékétől függ. Így a nyíl elhajlási szögének mérésével következtetést vonhatunk le az elektromos töltés értékére. Annak elkerülése érdekében, hogy más testek befolyásolják a nyilat, a fémtestet a földhöz kell csatlakoztatni.
A technikában és tudományos kutatás bonyolultabb és érzékenyebb műszereket használnak az elektromos töltések mérésére, melyeket ún coulomb méter(4.5. ábra). Ezek általában olyan elektronikus eszközök, amelyek működési elve azon a jelenségen alapul, hogy az elektronikus rendszerek egyes elemeinek paraméterei megváltoznak, amikor elektromos töltést kapnak.
Kérdések ezzel az anyaggal kapcsolatban: