ค่าใช้จ่ายไฟฟ้า เป็นสมบัติของ เรื่องเช่นเดียวกับ พาสต้า. ประจุไฟฟ้ามหภาคของร่างกายเกิดจากความแตกต่างระหว่างจำนวน โปรตอน และ อิเล็กตรอนในกรณีนี้เราบอกว่าร่างกายถูกชาร์จหรือถูกไฟฟ้า
ในทางกลับกัน เมื่อปริมาณอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่ากัน เราว่าร่างกายเป็นกลาง. ดังนั้นแม้ในขณะที่เป็นกลาง ร่างกายยังคงมีประจุไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้มีความสมดุล
ประจุไฟฟ้ามีต้นกำเนิดมาจาก อนุภาค: โปรตอนมีประจุบวกน้อยที่สุด ในขณะที่อิเล็กตรอนมีประจุลบน้อยที่สุด คุณ นิวตรอนในทางกลับกันเป็นอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า
ดูยัง: พื้นฐานของไฟฟ้าสถิต
ประเภทของประจุไฟฟ้า
ประจุไฟฟ้ามี 2 แบบ คือ บวก และ เชิงลบ. ทั้งสองถูกกำหนดโดยเครื่องหมายพีชคณิตโดยเฉพาะตามแบบแผนประจุของอิเล็กตรอนถูกกำหนดให้เป็นเครื่องหมายลบและประจุบนโปรตอนเป็นเครื่องหมายบวก
อย่างไรก็ตาม สัญญาณเหล่านี้เป็นเพียง โดยพลการ. ตัวอย่างเช่น จะไม่มีปัญหาหากในบางจุด ประจุของอิเล็กตรอนถูกอธิบายด้วยเครื่องหมายบวกและประจุบนโปรตอนกลายเป็นลบ ที่สำคัญคือสองข้อหานี้ ดึงดูดเมื่อสัญลักษณ์ของคุณแตกต่างมิฉะนั้นพวกเขามักจะขับไล่กัน
Mind Map: ประจุไฟฟ้า
*ในการดาวน์โหลดแผนที่ความคิดในรูปแบบ PDF คลิกที่นี่!
หน่วยประจุไฟฟ้า
หน่วยวัดประจุไฟฟ้าคือ คูลอมบ์ (C) เป็นการแสดงความเคารพต่อนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Charles Augustin de Coulomb (1736-1806) รับผิดชอบในการกำหนดกฎคณิตศาสตร์ที่อธิบาย แรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างประจุ. อย่างไรก็ตาม ปริมาณคูลอมบ์ไม่ได้ระบุว่าเป็นหนึ่งในปริมาณพื้นฐานของ fundamental ระบบหน่วยสากล.
อันที่จริงมันคือ it ความยิ่งใหญ่ที่มาจาก กระแสไฟและใช้สำหรับ การวัดกระแสไฟฟ้า. คูลอมบ์ของประจุไฟฟ้าเทียบเท่ากับปริมาณประจุที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 1 แอมป์ ในช่วงเวลา 1 วินาที ดังนั้นเราจึงกล่าวว่า 1.0 C เทียบเท่ากับ 1.0 A.
ดูยัง: กฎของคูลอมบ์
การหาปริมาณ
ค่าไฟฟ้าคือ quantizedนั่นคือโมดูลัสโหลดของร่างกายถูกกำหนดโดยa ตัวคูณจำนวนเต็ม ของจำนวนสินค้า: a ค่าใช้จ่ายพื้นฐาน ค่าใช้จ่ายพื้นฐาน (และ) เป็นประจุไฟฟ้าที่เล็กที่สุดที่มีอยู่ในธรรมชาติเป็นประจุที่สามารถพบได้ในโปรตอนและอิเล็กตรอนโมดูลัสของมันมีค่าประมาณ 1,6.10-19 ค.
วิธีการคำนวณ
จากโมดูลัสโหลดพื้นฐาน เป็นไปได้ที่จะค้นหาว่า จำนวนอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปหรือเกิน เพื่อให้ร่างกายแสดงประจุไฟฟ้าบางอย่าง หมายเหตุ:
Q — ประจุไฟฟ้าทั้งหมด (C)
ไม่ — จำนวนอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปหรือส่วนเกิน
และ — ประจุไฟฟ้าพื้นฐาน (1.6.10-19 ค)
ใช้ การหาปริมาณประจุไฟฟ้า, แสดงโดย สูตรก่อนหน้าเราสามารถคำนวณสิ่งที่ต้องเป็นจำนวนอิเล็กตรอนที่ขาดหายไปหรือส่วนเกินที่จำเป็นในการผลิตประจุไฟฟ้าทั้งหมด 1.0 C ในร่างกาย:
ผลลัพธ์สุดท้ายแสดงให้เห็นว่าสำหรับร่างกายที่จะโหลด 1.0 C จำเป็นที่พวกเขาจะ นำออก 6.25.1018 อิเล็กตรอน ของอะตอมของมัน ดังนั้นจึงง่ายที่จะเห็นว่าประจุไฟฟ้า 1.0 C เป็น a จำนวนมาก ของค่าใช้จ่ายนั้นๆ
เนื่องจากแรงดึงดูดและการผลักระหว่างประจุไฟฟ้า จึงเป็นเรื่องธรรมดาที่ทุกหน่วยงานจะแสวงหาสภาวะของกระแสไฟฟ้าด้วยพลังงานที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ กล่าวคือ ร่างกายส่วนใหญ่ ที่อยู่รอบตัวเรา เป็นกลางทางไฟฟ้า. เพื่อให้ร่างกายมีประจุไฟฟ้า ร่างกายจะต้องรับหรือบริจาคอิเล็กตรอนไปยังบริเวณโดยรอบ
นอกจากนี้ ร่างกายไม่สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าโดยการฉีกหรือส่งโปรตอนเข้าไป เนื่องจากอนุภาคเหล่านี้ มีมวลมากกว่าอิเล็กตรอนประมาณ 1840 เท่า นอกจากจะยึดติดอย่างแน่นหนากับโปรตอนอื่นๆ ใน แกนอะตอม ดังนั้น สำหรับร่างกายที่จะได้รับหรือบริจาคอิเล็กตรอน ร่างกายจะต้องได้รับอิเลคตรอนอย่างน้อย 1 ใน 3 กระบวนการผลิตไฟฟ้า: แรงเสียดทาน, ติดต่อ หรือ การเหนี่ยวนำ.
ดูยัง: สนามไฟฟ้าคืออะไร?
วิธีรู้ประจุไฟฟ้าของอะตอม
อะตอมมักจะเป็นกลาง ดังนั้นประจุไฟฟ้าทั้งหมดจึงเป็น เป็นโมฆะ อย่างไรก็ตาม ถ้าอะตอมเป็น แตกตัวเป็นไอออนและเมื่อดึงอิเลกตรอนออก ก็จะทำให้เกิดประจุไฟฟ้าบวก เนื่องจากขาดอิเล็กตรอนหรือมีโปรตอนมากเกินไป
อะตอมที่มีประจุบวกเรียกว่า ไพเพอร์, ในขณะที่อะตอมที่รับอิเล็กตรอนและกลายเป็นลบจะเรียกว่า แอนไอออน เราสามารถกำหนดประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสของอะตอมหรือ อิเล็กโทรสเฟียร์ ผ่านของคุณ เลขอะตอม ซี.
ในตัวอย่างต่อไปนี้ เราคำนวณประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสฮีเลียม (อนุภาค α, Z = 2) ซึ่งมีโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว:
แก้ไขแบบฝึกหัด
คำถามที่ 1) ในระหว่างกระบวนการสร้างกระแสไฟฟ้า ร่างกายจะได้รับจำนวนเงิน 2.0.1015 อิเล็กตรอนกลายเป็นประจุไฟฟ้า โดยมีประจุไฟฟ้าดังนี้
ก) 3.2.10-4 ค
ข) 1.6.10-18 ค
ค) 3.2.10-5 ค
ง) 0.32.10-5 ค
จ) 320.10-1 ค
คำติชม: จดหมาย
ความละเอียด:
ลองใช้สูตรการหาปริมาณประจุไฟฟ้ากันเถอะ หมายเหตุ:
หลังจากแทนที่ค่าที่กำหนดโดยข้อความในสูตร เราจะพบว่าประจุไฟฟ้าของร่างกายหลังกระแสไฟฟ้าจะเท่ากับ 3.2.10-4 ค. ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร A
คำถามที่ 2) ร่างกายมี1.2.103 อิเล็กตรอนน้อยกว่าโปรตอน กำหนดเครื่องหมายและขนาดของประจุไฟฟ้าของร่างกายนี้
ก) เชิงลบ 0.92.10-13 ค
b) เป็นบวก 1.92.10-13 ค
ค) เชิงลบ 1.92.10-16 ค
ง) บวก 1.92.10-16 ค
จ) เชิงลบ 1.6.10-14 ค
คำติชม: จดหมาย D
ความละเอียด:
ในการคำนวณประจุไฟฟ้าของร่างกายนี้ เพียงแค่คำนึงถึงความแตกต่างระหว่างจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอน สังเกต:
ตามที่อธิบายไว้ในแถลงการณ์ ร่างกายมีโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอน ดังนั้นประจุของมันจึงเป็นบวก
คำถามที่ 3) กำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่ต้องการออกจากร่างกายเพื่อให้ประจุไฟฟ้าอยู่ที่ 6.4 C
ก) 4.0.1015 อิเล็กตรอน
ข) 4.0.1019 อิเล็กตรอน
ค) 2.5.1018 อิเล็กตรอน
ง) 3.5.1021 อิเล็กตรอน
จ) 1.6.1012 อิเล็กตรอน
คำติชม: ตัวอักษร B
ความละเอียด:
แบบฝึกหัดขอให้เราหาจำนวนอิเล็กตรอน ดังนั้นเราจะทำการคำนวณต่อไปนี้:
จากความละเอียดของแบบฝึกหัด เราพบว่าจำเป็นต้องลบ 4.0.1019 อิเล็กตรอนของร่างกายเพื่อให้มีประจุไฟฟ้าเท่ากับ 6.4 C
By Me. ราฟาเอล เฮเลอร์บร็อก
