מהו מטען חשמלי?

מטען חשמלי הוא מאפיין של החלקיקים האלמנטריים המרכיבים את האטום. כזכור שהאטום נוצר על ידי פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים, כדלקמן:

פרוטונים: הם ממוקמים בגרעין האטום ויש להם מטען חשמלי חיובי;

אלקטרונים: הם נמצאים באלקטרוספרה, באזור סביב גרעין האטום, ויש להם מטען חשמלי שלילי;

נֵיטרוֹן: נמצא גם בגרעין האטום, אין לו מטען חשמלי.

מבנה אטומי

האטום נוצר על ידי פרוטונים, נויטרונים ואלקטרונים

יחידת הגודל של המטען החשמלי במערכת היחידות הבינלאומית היא הקולומב המיוצגת באות C לכבוד צ'רלס אוגוסטין קולומב.

כל הגופים נוצרים על ידי מטענים חשמליים, אולם לא קל לראות את תכונותיהם כ- ברוב הגופים, כאשר הם ניטרלים מבחינה חשמלית, יש אותה כמות של פרוטונים אלקטרונים. ניתן לחשמל גוף בשתי דרכים:

באופן חיובי: אם יש לו יותר פרוטונים מאשר אלקטרונים;

באופן שלילי: אם יש לו יותר אלקטרונים מאשר פרוטונים.

המטען היסודי

מטען חשמלי אלמנטרי הוא כמות המטען הקטנה ביותר שניתן למצוא בטבע. ערכו שווה 1.6. 10^-19 C e מוקצה למטען על האלקטרון (עם סימן שלילי) ועל הפרוטון (עם סימן חיובי).

מערך זה אנו יכולים לראות כי 1C היא יחידה גדולה מאוד למטען חשמלי, ולכן נהוג להשתמש בתת-ריבוי שלה. העיקריים שבהם הם:

mC (milicoulomb) = 10^-3Ç

µC (microcoulomb) = 10^-6Ç

nC (nanocoulomb) = 10^-9 Ç

עקרונות האלקטרוסטטיקה

אלקטרוסטטיקה היא החלק בפיזיקה החוקר תופעות הקשורות למטענים חשמליים במנוחה. היא נשלטת על ידי העקרונות הבאים:

• עקרון שימור מטען חשמלי: סכום המטען החשמלי של מערכת מבודדת חשמלית הוא קבוע;

• כימות מטען חשמלי: על פי עיקרון זה, המטען החשמלי מכמת, כלומר תמיד מכפיל מערך המטען החשמלי האלמנטרי. המטען של הגוף ניתן על ידי המשוואה:

ש = n. ו

להיות:

ש - המטען החשמלי הכולל של גוף;
n - מספר האלקטרונים שאבדו או קיבלו;
וגם - המטען היסודי (1.6. 10^-19 Ç).

• עקרון משיכה ודחיית מטענים חשמליים: מטענים חשמליים של אותו סימן דוחים זה את זה, ומטענים של אותות מנוגדים מושכים זה את זה.

עקרון משיכה ודחיית מטענים חשמליים

מטענים חשמליים של אותם אותות דוחים זה את זה, ואלה של אותות שונים מושכים זה את זה

חִשׁמוּל

כדי שגוף ניטרלי בתחילה יטען חשמלית, עליו לעבור תהליך חשמול, שיכול להתרחש בשלוש דרכים:

חישמול חיכוך: כאשר שני גופים ניטרליים העשויים מחומרים שונים מתחככים זה בזה, אחד מהם צובר אלקטרונים (רוכש מטען שלילי) והשני מאבד אלקטרונים (רוכש מטען חיובי). בסוג זה של חישמול, לשני הגופים יש מטען בגודל שווה, אך בסימנים מנוגדים.

חישמול קשר: זה קורה כששני גופים מוליכים, אחד מהם מחושמל, ממוקמים במגע והמטען החשמלי מחולק מחדש בין השניים, ויוצר איזון אלקטרוסטטי. בסופו של תהליך זה לשני הגופים המטען זהה.

אינדוקציה אינדוקציה: תהליך החשמול הזה מתרחש בשלושה שלבים:

• בתחילה גוף מחשמל מתקרב לגוף נייטרלי וגורם להפרדת מטענים בגוף זה;

• ואז, מוליך מחובר לגוף הנייטרלי, מחבר אותו לאדמה, גורם לנטרול חלק מהמוליך;

• לבסוף, הגוף מנותק מהקרקע והוא מחושמל באותה מטען, אך עם הסימון ההפוך למטענים בגוף המשמשים להפרדת מטען.

מאת מריאן מנדס
בוגר פיזיקה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-carga-eletrica.htm