Χρέωσηηλεκτρικός είναι ιδιοκτησία του ύλη, όπως το ζυμαρικά. Το μακροσκοπικό ηλεκτρικό φορτίο ενός σώματος προκύπτει από τη διαφορά μεταξύ του αριθμού του πρωτόνια και ηλεκτρόνια, σε αυτήν την περίπτωση λέμε ότι το σώμα είναι φορτισμένο ή ηλεκτρισμένο.
Από την άλλη πλευρά, όταν η ποσότητα των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων είναι η ίδια, λέμε ότι το σώμα είναι ουδέτερο. Επομένως, ακόμη και όταν είναι ουδέτερα, τα σώματα εξακολουθούν να έχουν ηλεκτρικά φορτία, ωστόσο, αυτά είναι ισορροπημένα.
Το ηλεκτρικό φορτίο προέρχεται από υποατομικά σωματίδια: τα πρωτόνια έχουν το μικρότερο θετικό φορτίο, ενώ τα ηλεκτρόνια έχουν το μικρότερο αρνητικό φορτίο. Εσείς νετρόνια, με τη σειρά τους, είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια.
Κοίταεπίσης: Βασικά στοιχεία Ηλεκτροστατικής
Τύποι ηλεκτρικού φορτίου
Υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρικού φορτίου, το θετικός και το αρνητικός. Και τα δύο ορίζονται αποκλειστικά από αλγεβρικά σημάδια, κατά σύμβαση η φόρτιση στο ηλεκτρόνιο αποδίδεται στο αρνητικό σύμβολο και το φορτίο στο πρωτόνιο το θετικό σύμβολο.
Αυτά τα σημεία, ωστόσο, είναι απλά αυθαίρετος. Για παράδειγμα, δεν θα υπήρχε πρόβλημα εάν, σε κάποιο σημείο, το φορτίο στα ηλεκτρόνια περιγραφόταν με το θετικό σημάδι και το φορτίο στα πρωτόνια έγινε αρνητικό. Το σημαντικό είναι ότι αυτές οι δύο χρεώσεις προσελκύστε όταν το πρόγραμμά σας είναι διαφορετικόΑλλιώς τείνουν να απωθούν ο ένας τον άλλον.
Χάρτης μυαλού: Ηλεκτρικό φορτίο
* Για να κατεβάσετε το χάρτη μυαλού σε PDF, Κάντε κλικ ΕΔΩ!
ηλεκτρική μονάδα φόρτισης
Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου είναι η Κουλόμβ (Γ), ως φόρος τιμής στον Γάλλο φυσικό Charles Augustin de Coulomb (1736-1806), υπεύθυνος για τον προσδιορισμό του μαθηματικού νόμου που περιγράφει το δύναμη έλξης και απώθησης μεταξύ των χρεώσεων. Ωστόσο, η ποσότητα Coulomb δεν αναφέρεται ως μία από τις θεμελιώδεις ποσότητες του διεθνές σύστημα μονάδων.
Στην πραγματικότητα, είναι ένα το μεγαλείο που προέρχεται από Αμπέρκαι χρησιμοποιείται για μετρήσεις ηλεκτρικού ρεύματος. Το Coulomb του ηλεκτρικού φορτίου είναι ισοδύναμο με το ποσό φόρτισης που μεταφέρεται από ηλεκτρικό ρεύμα 1 amp κατά τη διάρκεια του δευτερολέπτου χρόνου. Επομένως, το λέμε αυτό 1,0 C ισοδυναμεί με 1,0 A.
Κοίταεπίσης: Ο νόμος του Coulomb
Κβαντισμός
Το ηλεκτρικό φορτίο είναι ποσοτικοποιήθηκε, δηλαδή, ο συντελεστής φορτίου ενός αμαξώματος καθορίζεται από το a ακέραιο πολλαπλάσιο ποσότητας φορτίου: α χρέωσηθεμελιώδης. Η θεμελιώδης επιβάρυνση (και) είναι το μικρότερο ηλεκτρικό φορτίο που υπάρχει στη φύση, είναι το φορτίο που μπορεί να βρεθεί σε πρωτόνια και ηλεκτρόνια, ο συντελεστής του είναι περίπου 1,6.10-19 ΝΤΟ.
πώς να υπολογίσετε
Βάσει του βασικού συντελεστή φόρτωσης, είναι δυνατόν να μάθετε τι λείπει ή υπερβολικός αριθμός ηλεκτρονίων για ένα σώμα να παρουσιάζει ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό φορτίο, σημειώστε:
Ερ - συνολικό ηλεκτρικό φορτίο (C)
όχι - αριθμός ελλειπόντων ή υπερβολικών ηλεκτρονίων
και - θεμελιώδες ηλεκτρικό φορτίο (1.6.10-19 ΝΤΟ)
Χρησιμοποιώντας το ποσοτικοποίηση των ηλεκτρικών φορτίων, αντιπροσωπεύεται από προηγούμενος τύπος, μπορούμε να υπολογίσουμε ποια πρέπει να είναι η ποσότητα ηλεκτρονίων, ελλείπουσα ή περίσσεια, που απαιτούνται για την παραγωγή συνολικής ηλεκτρικής φόρτισης 1,0 C σε ένα σώμα:
Το τελευταίο αποτέλεσμα δείχνει ότι, για να φορτωθεί ένα σώμα με 1,0 C, είναι απαραίτητο να είναι αφαιρέθηκε 6.25.1018 ηλεκτρόνια των ατόμων του. Επομένως, είναι εύκολο να δούμε ότι 1,0 C ηλεκτρικής φόρτισης είναι τεράστιο ποσό αυτής της χρέωσης.
Λόγω των δυνάμεων έλξης και απώθησης μεταξύ των ηλεκτρικών φορτίων, είναι φυσικό για όλα τα σώματα να αναζητούν την κατάσταση ηλεκτροδότησης με τη χαμηλότερη δυνατή ενέργεια, δηλαδή τα περισσότερα σώματα που είναι γύρω μας είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Προκειμένου ένα σώμα να φορτιστεί ηλεκτρικά, πρέπει να λάβει ή να δωρίσει ηλεκτρόνια στο περιβάλλον του.
Επιπλέον, δεν είναι δυνατόν να ηλεκτριστεί ένα σώμα από το σχίσιμο του ή παρέχοντάς του πρωτόνια, καθώς αυτά τα σωματίδια είναι περίπου 1840 φορές πιο ογκώδες από τα ηλεκτρόνια, εκτός από το ότι συνδέονται έντονα με άλλα πρωτόνια στο πυρήναςατομικός. Επομένως, για να λαμβάνει ή να δωρίζει ηλεκτρόνια ένα σώμα, πρέπει να υποφέρει τουλάχιστον ένα από τα τρία διαδικασίες ηλεκτροδότησης: τριβή, Επικοινωνία ή επαγωγή.
Κοίταεπίσης: Τι είναι το ηλεκτρικό πεδίο?
Πώς να γνωρίζετε το ηλεκτρικό φορτίο ενός ατόμου
Τα άτομα είναι γενικά ουδέτερα, οπότε το συνολικό τους ηλεκτρικό φορτίο είναι μηδενικό. Ωστόσο, εάν τα άτομα είναι ιονισμένο, και εάν τα ηλεκτρόνια τους έχουν αποκοπεί, θα παρουσιάσουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο, λόγω της έλλειψης ηλεκτρονίων ή της περίσσειας πρωτονίων.
Τα θετικά φορτισμένα άτομα ονομάζονται κατιόντα, ενώ ονομάζονται άτομα που δέχονται ηλεκτρόνια και γίνονται αρνητικά ανιόντα. Μπορούμε να προσδιορίσουμε το ηλεκτρικό φορτίο του ατομικού πυρήνα ή του ηλεκτρόσφαιρα μέσω του δικού σας ατομικός αριθμός Ζ.
Στο ακόλουθο παράδειγμα, υπολογίζουμε το ηλεκτρικό φορτίο ενός πυρήνα ηλίου (α σωματίδιο, Z = 2), ο οποίος έχει δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια:
Οι ασκήσεις λύθηκαν
Ερώτηση 1) Κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας ηλεκτροδότησης, ένα σώμα λαμβάνει ένα ποσό 2.0.1015 ηλεκτρόνια, ηλεκτρικά φορτισμένα, με ηλεκτρικό φορτίο:
α) 3.2.10-4 ΝΤΟ
β) 1.6.10-18 ΝΤΟ
γ) 3.2.10-5 ΝΤΟ
δ) 0.32.10-5 ΝΤΟ
ε) 320.10-1 ΝΤΟ
Πρότυπο: Γράμμα Α
Ανάλυση:
Ας χρησιμοποιήσουμε τον τύπο κβαντισμού ηλεκτρικού φορτίου, σημειώστε:
Αφού αντικαταστήσουμε τις τιμές που δίνονται από τη δήλωση στον τύπο, διαπιστώνουμε ότι το ηλεκτρικό φορτίο του σώματος μετά την ηλεκτροδότηση θα είναι 3.2.10-4 ΝΤΟ. Επομένως, η σωστή εναλλακτική λύση είναι το γράμμα Α.
Ερώτηση 2) Ένα σώμα έχει 1.2.103 ηλεκτρόνια λιγότερο από πρωτόνια. Προσδιορίστε το σημάδι και το μέγεθος του ηλεκτρικού φορτίου αυτού του σώματος.
α) Αρνητικό, 0.92.10-13 ΝΤΟ
β) Θετικό, 1.92.10-13 ΝΤΟ
γ) Αρνητικό, 1.92.10-16 ΝΤΟ
δ) Θετικό, 1.92.10-16 ΝΤΟ
ε) Αρνητικό, 1.6.10-14 ΝΤΟ
Πρότυπο: Γράμμα Δ
Ανάλυση:
Για να υπολογίσετε το ηλεκτρικό φορτίο αυτού του σώματος, απλώς λάβετε υπόψη τη διαφορά μεταξύ του αριθμού των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων, παρατηρήστε:
Όπως εξηγείται στη δήλωση, το σώμα έχει περισσότερα πρωτόνια από τα ηλεκτρόνια, οπότε το φορτίο του θα είναι θετικό.
Ερώτηση 3) Προσδιορίστε πόσα ηλεκτρόνια πρέπει να αφαιρεθούν από ένα σώμα για να είναι 6,4 C.
α) 4.0.1015 ηλεκτρόνια
β) 4.0.1019 ηλεκτρόνια
γ) 2.5.1018 ηλεκτρόνια
δ) 3.5.1021 ηλεκτρόνια
ε) 1.6.1012 ηλεκτρόνια
Πρότυπο: Γράμμα Β
Ανάλυση:
Η άσκηση μας ζητά να βρούμε τον αριθμό των ηλεκτρονίων, οπότε θα κάνουμε τον ακόλουθο υπολογισμό:
Με βάση την ανάλυση της άσκησης, διαπιστώνουμε ότι είναι απαραίτητο να αφαιρέσουμε το 4.0.1019 ηλεκτρόνια ενός σώματος, έτσι ώστε το ηλεκτρικό του φορτίο να είναι 6,4 C.
Από εμένα, Rafael Helerbrock