Un semn că corpul are sarcina electrica, este interacțiunea sa cu alte corpuri. Acest lucru a fost discutat în paragraful anterior. Dar o astfel de interacțiune în toată lumea caz special intensitatea poate varia. Acest lucru dă motive pentru a afirma că proprietatea unui corp, numită sarcină electrică, poate avea o măsură cantitativă.
Termen "sarcina electrica" adesea folosit pur și simplu pentru a însemna „un corp având o sarcină electrică”.
Prima dată a fost numită măsura cantitativă a sarcinii electrice cantitatea de electricitate. Dar de-a lungul timpului, această măsură a fost numită pur și simplu sarcina electrica . Deci, dacă vorbesc despre valoarea unei sarcini electrice, atunci înseamnă o măsură cantitativă a proprietății unui corp - sarcină electrică.
Sarcina electrica este o proprietate a unui corp care se manifestă în interacțiune cu un câmp electromagnetic. Sarcina electrica este, de asemenea, o măsură a proprietăților unui corp care are o sarcină electrică.
Valoarea de încărcare a unui corp extins este indicată prin literă Q. Dacă vorbim despre sarcina unui corp punct, atunci acesta este notat cu o literă mică q.
Pentru măsurarea sarcinii electrice se folosesc instrumente speciale. Unul dintre aceste dispozitive este electrometru.
Partea principală a electrometrului este o tijă metalică fixată într-o carcasă metalică cu ajutorul unui manșon realizat dintr-o substanță neconductoare (Fig. 4.4). În partea de jos a tijei se află un indicator de metal ușor care se poate roti pe o axă orizontală. Axa săgeții trece ușor deasupra centrului său de masă. Numai sub influența gravitației, săgeata va fi în mod normal în poziție verticală. Material de pe site
Dacă capătul superior al tijei este atins de o minge de metal încărcată, tija și săgeata vor primi o sarcină electrică. Datorită interacțiunii tijei și săgeții încărcate similar, va apărea o forță care va întoarce săgeata la un anumit unghi. S-a stabilit experimental că unghiul de deviere al săgeții va depinde de valoarea sarcinii pe tijă și săgeată. Astfel, prin măsurarea unghiului de deviere al săgeții, putem trage o concluzie despre valoarea sarcinii electrice. Pentru a preveni alte corpuri să influențeze săgeata, corpul metalic trebuie conectat la pământ.
În tehnologie și cercetarea stiintifica folosiți instrumente mai complexe și mai sensibile pentru măsurarea sarcinilor electrice, care sunt numite metri coulomb(Fig. 4.5). Acestea sunt, de regulă, dispozitive electronice, al căror principiu de funcționare se bazează pe fenomenul de modificare a parametrilor unor elemente. sisteme electronice atunci când le imprimă o sarcină electrică.
Întrebări despre acest material:
Una dintre marimile fizice de baza care este direct legata de electricitate si in special de ingineria electrica este sarcina electrica. Suntem obișnuiți cu faptul că în inginerie electrică sarcina se măsoară în pandantive, dar puțini oameni știu că există și alte unități de măsură a sarcinii electrice. La calcularea circuitelor electrice și la utilizarea instrumentelor electrice de măsură, se utilizează sistemul internațional de unități SI. Dar știați că există și alte sisteme de măsurare?
Pandantiv
Această unitate de măsură a taxei este cunoscută de mulți încă de la școală. Se referă, după cum ați înțeles deja, la sistemul SI de unități. Aceasta este o cantitate derivată care nu este de bază în sistemul SI. Este derivat din alte cantități și determinat de alte cantități.
Unitatea de măsură poartă numele omului de știință - Charles de Augustin Coulomb, care a descoperit legea interacțiunii sarcinilor și, în consecință, sarcina electrică. Valoarea taxei este abreviată cu litere Cl, iar când vine vorba de suma taxei, o scriu cu cu majuscule - pandantiv .
Definiția sarcinii electrice în sistemul SI este următoarea:
O sarcină electrică de un coulomb este o sarcină care trece printr-o secțiune transversală a unui conductor la un curent de un amper într-un timp egal cu o secundă.
Există o relație între încărcare și unitatea pe amper oră. Un coulomb de electricitate este egal cu 1/3600 amperi oră.
Franklin
O altă unitate și măsură de sarcină, care poartă numele inventatorului și fizicianului american - Benjamin Franklin. Portretul său poate fi văzut pe bancnota de o sută de dolari SUA. Această unitate aparține sistemului de unități SGSE, în care unitățile de bază sunt centimetrul, gramul și secunda. În caz contrar, acest sistem de unități se numește sistem absolut unități fiziceși a fost utilizat pe scară largă până la adoptarea sistemului SI (adoptat în 1960).
Unitatea de măsură este prescurtată ca pr(rusă) sau pr(engleză).
Definiția sarcinii electrice în sistemul SGSE este următoarea:
Cantitatea de sarcină electrică dintr-un Franklin este o astfel de cantitate de sarcină încât două sarcini opuse ale unui Franklin, situate în vid la o distanță de un centimetru, se vor atrage reciproc cu o forță de o dină.
După cum se poate vedea din definiție, aceasta diferă de cea dată pentru sistemul SI. Diferența este în primul rând că în sistemul SI sarcina este exprimată în termeni de putere a curentului și este determinată pe baza acesteia, dar în sistemul SGSE sarcina este exprimată în termeni de .
Sistemul SGSE este convenabil pentru calcule și cercetare în fizică, iar sistemul SI este mai convenabil pentru nevoile practice ale ingineriei electrice.
Legea lui Coulomb, care este direct legată de sarcini, este scrisă diferit în sistemele SI și SGS (SGSE). Unitate de încărcare în 1 cl poate fi tradus în 1 Fr si invers.
Există și sistemul Planck de unități naturale de măsură și conține și sarcină electrică. Acest sistem a fost propus pentru prima dată fizician german Max Planck 1899 pe baza vitezei luminii și a constantei gravitaționale și a încă două constante pe care le-a introdus.
Desemnat q p. O unitate de măsură de bază care este definită în termeni de constante fundamentale. Definit după cum urmează:
Toate corpurile constau din particule minuscule indivizibile numite elementare. Au masă și sunt capabili să se atragă unul pe altul. În lege gravitația universală, scade relativ lent odată cu creșterea distanței dintre particule (este invers proporțional cu pătratul distanței). Forța de interacțiune dintre particule depășește această interacțiune și se numește „sarcină electrică”, iar particulele sunt numite încărcate.
Interacțiunea particulelor se numește electromagnetică. Este tipic pentru majoritatea particule elementare. Dacă nu există nicio taxă între ei, atunci ei spun că nu există nicio taxă.
Sarcina electrică determină gradul de intensitate cea mai importantă caracteristică particulele elementare, care determină comportamentul lor. Notat cu literele „q” sau „Q”.
Nu există un standard macroscopic pentru o unitate de sarcină electrică, deoarece nu este posibil să se creeze una din cauza scurgerii sale inevitabile. În fizica atomică, sarcina unui electron este luată ca unitate. ÎN Sistemul internațional unități se stabilește folosind O sarcină de 1 coulomb (1 C) înseamnă că trece la un curent de 1 A în 1 s prin Aceasta este o sarcină destul de mare. Este imposibil să comunici acest lucru unui corp mic. Dar într-un conductor neutru este foarte posibil să puneți în mișcare o sarcină de 1 C.
Sarcina electrică este scalară mărime fizică, care caracterizează capacitatea particulelor sau a corpurilor de a intra în electromagnetice interacțiunea forțelorîntre ei.
Când studiem interacțiunea, conceptul de sarcină punctuală este important. Este un corp încărcat, ale cărui dimensiuni sunt mult mai mici decât distanța de la acesta până la punctul de observație sau alte particule încărcate. Când doi interacționează taxe punctuale distanța dintre ele este mult mai mare decât dimensiunile lor liniare.
Particulele au sarcini opuse: protonii sunt pozitivi, electronii sunt negativi. Aceste semne (plus și minus) reflectă capacitatea particulelor de a atrage (cu semne diferite) și împingeți (la unu). În natură, indicatorii pozitivi și negativi sunt compensați unul pentru celălalt.
Modulul este același, indiferent dacă este pozitiv, ca un proton, sau negativ, ca un electron. Sarcina minimă se numește elementară. Toate particulele încărcate o au. Este imposibil să se separe o parte din sarcina particulei. Valoarea minimă se determină experimental.
Sarcina electrică și proprietățile sale pot fi măsurate cu ajutorul unui electrometru. Este alcătuit dintr-o săgeată care se rotește în jurul unei axe orizontale și o tijă de metal. Dacă atingeți tija cu un stick încărcat pozitiv, săgeata se va abate la un anumit unghi. Acest lucru se explică prin distribuția sarcinii de-a lungul săgeții și tijei. Rotirea săgeții se datorează acțiunii forței de repulsie. Pe măsură ce sarcina crește, crește și unghiul de abatere de la verticală. Adică, arată valoarea sarcinii care este transferată tijei electrometrului.
Se disting următoarele proprietăți ale sarcinii electrice. Ele pot fi pozitive și negative (alegerea numelor este aleatorie), care atrag și resping. Taxele pot fi transferate la contactul de la un corp la altul. Un corp înăuntru conditii diferite poate avea taxe diferite. Proprietate importantă este discretitatea, ceea ce înseamnă existența celei mai mici încărcături universale, care este un multiplu de indicatori similari oricărui corp. Interior sistem închis suma algebrică a tuturor sarcinilor rămâne constantă. În natură, încărcăturile de același semn nu apar și dispar în același timp.