Opłataelektryczny jest własnością materia, tak jak makaron. Makroskopowy ładunek elektryczny ciała wynika z różnicy między liczbą protony i elektrony, w tym przypadku mówimy, że ciało jest naładowane lub naelektryzowane.
Z drugiej strony, gdy ilość elektronów i protonów jest taka sama, mówimy, że ciało jest obojętne. Dlatego nawet w stanie neutralnym ciała nadal mają ładunki elektryczne, jednak są one zrównoważone.
Ładunek elektryczny pochodzi z cząstki elementarne: protony mają najmniejszy ładunek dodatni, a elektrony najmniejszy ładunek ujemny. ty neutronyz kolei są cząstkami obojętnymi elektrycznie.
Popatrzrównież: Podstawy Elektrostatyki
Rodzaje ładunku elektrycznego
Istnieją dwa rodzaje ładunku elektrycznego, pozytywny i negatywny. Oba są określone wyłącznie przez znaki algebraiczne, umownie ładunkowi elektronu przypisuje się znak ujemny, a ładunkowi protonu znak dodatni.
Te znaki są jednak tylko… arbitralny. Na przykład nie byłoby problemu, gdyby w pewnym momencie ładunek elektronów miał być opisany znakiem dodatnim, a ładunek protonów stałby się ujemny. Ważne jest to, że te dwa zarzuty
przyciągaj, gdy twój znak jest innyw przeciwnym razie mają tendencję do odpychania się nawzajem.Mapa myśli: ładunek elektryczny
*Aby pobrać mapę myśli w formacie PDF, Kliknij tutaj!
jednostka ładowania elektrycznego
Jednostką miary ładunku elektrycznego jest Kulomb (C), jako forma hołdu dla francuskiego fizyka Karol Augustyn de Coulomb (1736-1806), odpowiedzialny za określenie prawa matematycznego opisującego siła przyciągania i odpychania między ładunkami. Jednak wielkość kulombowska nie jest wymieniona jako jedna z podstawowych wielkości międzynarodowy układ jednostek.
W rzeczywistości jest to wielkość wywodząca się z Amperi jest używany do pomiary prądu elektrycznego. Kulomb ładunku elektrycznego jest równoważny ilości ładunku, który jest przenoszony przez prąd elektryczny o natężeniu 1 A w ciągu 1 sekundy. Dlatego mówimy, że 1,0 C odpowiada 1,0 A.
Popatrzrównież: Prawo Coulomba
Kwantyzacja
Ładunek elektryczny jest skwantyzowany, czyli moduł obciążenia ciała jest określony przez a liczba całkowita wielokrotność ilości ładunku: a opłatafundamentalny. Opłata podstawowa (i) jest najmniejszym ładunkiem elektrycznym występującym w przyrodzie, jest to ładunek, który można znaleźć w protonach i elektronach, jego moduł wynosi w przybliżeniu 1,6.10-19 DO.
jak obliczyć
Na podstawie podstawowego modułu obciążenia można dowiedzieć się, co what brakująca lub nadmierna liczba elektronów aby ciało wykazywało pewien ładunek elektryczny, uwaga:
Q — całkowity ładunek elektryczny (C)
Nie — liczba brakujących lub nadmiarowych elektronów
i — podstawowy ładunek elektryczny (1.6.10-19 DO)
Używając kwantyzacja ładunków elektrycznych, reprezentowane przez poprzednia formuła, możemy obliczyć, jaka musi być ilość brakujących lub nadmiarowych elektronów potrzebnych do wytworzenia całkowitego ładunku elektrycznego o wartości 1,0 C w ciele:
Ostatni wynik pokazuje, że aby ciało było obciążone 1,0 C, konieczne jest, aby były usunięto 6.25.1018 elektrony jego atomów. Dlatego łatwo zauważyć, że 1,0 C ładunku elektrycznego to ogromna ilość tej opłaty.
Ze względu na siły przyciągania i odpychania pomiędzy ładunkami elektrycznymi, naturalne jest, że wszystkie ciała dążą do stanu elektryzowania o możliwie najniższej energii, czyli większość ciał które są wokół nas jest elektrycznie neutralny. Aby ciało zostało naładowane elektrycznie, musi otrzymywać lub oddawać elektrony swojemu otoczeniu.
Co więcej, nie można naelektryzować ciała przez wyrwanie go lub zaopatrzenie w protony, ponieważ cząstki te są około 1840 razy masywniejsze niż elektrony, a ponadto są silnie związane z innymi protonami w rdzeńatomowy. Dlatego, aby organizm mógł otrzymać lub oddać elektrony, musi cierpieć co najmniej jeden z trzech procesy elektryfikacji: tarcie, kontakt lub indukcja.
Popatrzrównież: co to jest pole elektryczne??
Jak poznać ładunek elektryczny atomu?
Atomy są generalnie obojętne, więc ich całkowity ładunek elektryczny wynosi zero. Jeśli jednak atomy są zjonizowany, a ich elektrony zostaną oderwane, będą prezentować dodatni ładunek elektryczny z powodu braku elektronów lub nadmiaru protonów.
Dodatnio naładowane atomy nazywają się kationy, podczas gdy atomy, które otrzymują elektrony i stają się ujemne, nazywane są aniony. Możemy określić ładunek elektryczny jądra atomowego lub elektrosfera przez twój Liczba atomowa Z.
W poniższym przykładzie obliczamy ładunek elektryczny jądra helu (cząstka α, Z = 2), które ma dwa protony i dwa neutrony:
Ćwiczenia rozwiązane
Pytanie 1) Podczas procesu elektryfikacji ciało otrzymuje kwotę 2.0.1015 elektrony, stają się naładowane elektrycznie, o ładunku elektrycznym:
a) 3.2.10-4 DO
b) 1.6.10-18 DO
c) 3.2.10-5 DO
d) 0,32.10-5 DO
e) 320,10-1 DO
Sprzężenie zwrotne: Litera a
Rozkład:
Wykorzystajmy wzór na kwantowanie ładunku elektrycznego, zauważ:
Po zastąpieniu wartości podanych przez stwierdzenie we wzorze stwierdzamy, że ładunek elektryczny ciała po elektryzowaniu wyniesie 3.2.10-4 DO. Dlatego właściwą alternatywą jest litera A.
Pytanie 2) Ciało ma 1.2.103 elektronów mniej niż protonów. Określ znak i wielkość ładunku elektrycznego tego ciała.
a) Negatywny, 0,92.10-13 DO
b) Pozytywny, 1.92.10-13 DO
c) Negatywny, 1.92.10-16 DO
d) Pozytywny, 1.92.10-16 DO
e) Negatywny, 1.6.10-14 DO
Sprzężenie zwrotne: Litera D
Rozkład:
Aby obliczyć ładunek elektryczny tego ciała, wystarczy wziąć pod uwagę różnicę między liczbą protonów i elektronów, obserwuj:
Jak wyjaśniono w oświadczeniu, ciało ma więcej protonów niż elektronów, więc jego ładunek będzie dodatni.
Pytanie 3) Określ, ile elektronów należy usunąć z ciała, aby jego ładunek elektryczny wynosił 6,4 C.
a) 4.0.1015 elektrony
b) 4.0.1019 elektrony
c) 2.5.1018 elektrony
d) 3.5.1021 elektrony
e) 1.6.1012 elektrony
Sprzężenie zwrotne: Literka B
Rozkład:
Ćwiczenie prosi nas o znalezienie liczby elektronów, więc wykonamy następujące obliczenie:
Na podstawie rozdzielczości ćwiczenia stwierdzamy, że konieczne jest usunięcie 4.0.1019 elektronów ciała, tak aby jego ładunek elektryczny wynosił 6,4 C.
Przeze mnie Rafael Helerbrock