Kas Ir Elektriskā Uzlāde?

{h1}

Elektriskā lādiņa ir matērijas pamatīpašība un elektrības pamats.

Lielāko daļu elektriskā lādiņa atomi satur elektroni un protoni. Ir teikts, ka elektroni nes negatīvu lādiņu, bet protoni - pozitīvu lādiņu, kaut arī šie marķējumi ir pilnīgi patvaļīgi (vairāk par to vēlāk). Protoni un elektroni piesaista viens otru, klišejas "pretstati" arhetips "piesaista", teikts Džordžijas Universitātes tīmekļa vietnes HyperPhysics paziņojumā. Un otrādi, divi protoni atgrūž viens otru, tāpat kā divi elektroni.

Protoni un elektroni rada elektriskos laukus, kas rada spēku, ko sauc par Kulona spēku, un tas izstaro uz āru visos virzienos. Pēc Serifa Urāna, Pitsburgas Valsts universitātes fizikas profesora, teiktā, elektriskais lauks no uzlādētas daļiņas izstaro uz āru līdzīgi tam, kā gaisma izstaro no spuldzes. Tāpat kā gaismas spilgtumam, elektriskā lauka stiprums samazinās, palielinoties attāluma no avota kvadrātam (1 /r2). Ja pārvietojaties divreiz tik tālu, lauka stiprums samazinās līdz vienai ceturtdaļai, un, ja pārvietojaties trīs reizes tik tālu, lauks samazinās līdz vienai devītajai.

Tā kā protoni parasti ir saistīti tikai ar kodoliem, kas iegremdēti atomu iekšienē, tie ne tuvu nav tik brīvi pārvietojami kā elektroni. Tāpēc, runājot par elektrisko lādiņu, mēs gandrīz vienmēr domājam elektronu pārpalikumu vai deficītu. Kad pastāv lādiņu nelīdzsvarotība un elektroni spēj plūst, tiek radīta elektriskā strāva.

Lokalizēts un pastāvīgs elektronu deficīts vai pārpalikums objektā rada statisko elektrību. Strāva var izpausties kā pēkšņa statiskās elektrības izlāde, piemēram, zibens skrūve vai dzirkstele starp pirkstu un iezemētu gaismas slēdža plāksni; vienmērīga līdzstrāvas (DC) plūsma no akumulatora vai saules baterijas; vai tādu svārstīgu strāvu kā maiņstrāvas (AC) ģenerators, radio raidītājs vai audio pastiprinātājs.

Elektriskais Visums

Mēs parasti nezinām par elektrisko lādiņu, jo lielākajā daļā objektu ir vienāds pozitīvā un negatīvā lādiņa daudzums, kas efektīvi neitralizē viens otru, norāda Kolorado Bouldera universitātes fizikas profesors Maikls Dubsons. Parasti tiek uzskatīts, ka Visuma neto lādiņš ir neitrāls. Ja pozitīvā un negatīvā lādiņa attiecība būtu tikai koeficients 10−40, Kulona spēks būtu jaudīgāks nekā gravitācijas spēks, kas padarītu Visumu pavisam atšķirīgu no tā, kuru novērojam, Dubsons stāstīja WordsSideKick.com. Neskatoties uz to, daži pētnieki, piemēram, Maikls Dirēns no Justus Liebig universitātes Giessen Vācijā, ir domājuši par elektriski uzlādēta Visuma iespējamību.

Agrīna elektriskā izpēte

Pozitīvās un negatīvās lādiņa vērtības sākotnēji piešķīris amerikāņu valstsvīrs un izgudrotājs Bendžamins Franklins, kurš sāka pētīt elektrību 1742. gadā. Līdz tam vairums cilvēku uzskatīja, ka elektriskās iedarbības ir divu dažādu elektrisko šķidrumu, viena pozitīvā un otra, sajaukšanās rezultāts.. Tomēr Franklins pārliecinājās, ka ir tikai viens elektrisks šķidrums un ka priekšmetos var būt šī šķidruma pārmērība vai deficīts. Tāpēc, pēc Arizonas universitātes domām, viņš izgudroja terminus pozitīvs un negatīvs, lai attiecīgi apzīmētu pārmērību vai trūkumu.

Elektriskā lādiņa mērīšanas vienība ir kulons (C), kas nosaukts pēc 18. gadsimta franču fiziķa Šarla-Augustīna Kulona vārda. Kulons izstrādāja likumu, kurā teikts: "līdzīgi kā maksas atgrūž; atšķirībā no maksas piesaista". Kulonu definē kā lādiņa daudzumu, ko vienu sekundi pārvadā ar strāvas stiprumu ampēros. Kaut arī tas izklausās pēc neliela apjoma, saskaņā ar HyperPhysics teikto: "Divas viena kulona lādiņi, kurus katrs atdala ar metru, atgrūž viens otru ar spēku apmēram miljons tonnu!" Elektromehāniķi iekasēšanai bieži izvēlas izmantot lielāku vienību - ampēru stundu, kas ir vienāda ar 3600 C.

Kulona spēks ir viens no diviem pamata spēkiem, kas ir pamanāms makroskopiskā mērogā, otrs ir smagums. Tomēr elektriskais spēks ir daudz, daudz spēcīgāks nekā gravitācijas spēks. Atgrūdošais Kulona spēks starp diviem protoniem to lādēšanas dēļ ir 4,1 × 1042 reizes spēcīgāks par pievilcīgo gravitācijas spēku starp tiem masas dēļ. Tas attiecas uz jebkuru attālumu, jo attālums tiek iznīcināts abās vienādojuma pusēs.

Cik liels tas ir skaitlis? Abu spēku lieluma salīdzināšana ir tāda pati kā Zemes masas salīdzināšana ar vienas penicilīna molekulas masu! Tomēr smagums joprojām dominē Visumā lielos apmēros, jo atšķirībā no lādiņa ir iespējams salikt lielus masas daudzumus. Lielas līdzīgi lādētu daļiņu uzkrāšanās nav iespējama to savstarpējas atgrūšanās un afinitātes dēļ atšķirībā no lādiņiem.

Citas lādiņa īpašības

Elektriskais lādiņš ir kvantēts, kas nozīmē, ka tas notiek diskrētās vienībās. Protonu un elektronu lādiņi ir ± 1,602 × 10−19 C. Katra lādiņa uzkrāšanās ir šī skaitļa pāra reizinājums, un daļējas lādītes nevar pastāvēt. Kvantu hromodinamika (QCD) nosaka, ka protoni un neitroni katrs sastāv no trim kvarkiem ar lādiņiem +2/3 vai −1/3 no vienības protonu lādiņa, un divi viens un viens otrs apvienojas, veidojot daļiņas ar lādiņiem nulles vai +1 vienības maksa.

Tomēr šīs daļiņas nevar pastāvēt atsevišķi. Kad jūs mēģināt sadalīt protonu vai neitronu to veidojošajās kvarkos, tas prasa tik daudz enerģijas, šī enerģija tiek pārveidota matērijā saskaņā ar Einšteina slaveno vienādojumu. E = mc2, un vienas kvarka vietā jūs izveidojat neitrāli lādētu kvarka un antīkās pāra pāri, ko sauc par mezonu. Tomēr elektronus uzskata par patiesi fundamentāliem, kas nozīmē, ka tos nevar sadalīt mazākās daļās.

Elektriskais lādiņš ir konservēts daudzums. Tas nozīmē, ka to nevar izveidot vai iznīcināt, un neto elektrības lādiņš Visumā ir nemainīgs un nemainīgs. Pozitīvie un negatīvie lādiņi var neitralizēt viens otru, vai neitrālās daļiņas var sadalīties, veidojot pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu pāri, bet lādiņa tīrais daudzums vienmēr paliek tāds pats.

Papildu resursi

  • Fizika4Kids.com: Kulona likums
  • Fizikas klase: pašreizējā elektrība
  • HyperPhysics: elektriskā uzlāde


Video Papildinājums: Atklāj elektriskā transporta uzlādes vietu karti.




Pētniecība


Kā Darbojas Biometrija
Kā Darbojas Biometrija

Hwasong-14 Raķešu Pārbaude: Vai Ziemeļkorejas Raķetes Var Sasniegt Asv?
Hwasong-14 Raķešu Pārbaude: Vai Ziemeļkorejas Raķetes Var Sasniegt Asv?

Zinātne Ziņas


3D Drukātas Olnīcas Piedāvā Solījumu Kā Neauglības Ārstēšanu
3D Drukātas Olnīcas Piedāvā Solījumu Kā Neauglības Ārstēšanu

Balmoning Magma Izveido Sombrero Formas Veidojumu
Balmoning Magma Izveido Sombrero Formas Veidojumu

Atvainojiet, Indiāna Džounsa, Derības Šķirsts Neatrodas Šajā Etiopijas Baznīcā
Atvainojiet, Indiāna Džounsa, Derības Šķirsts Neatrodas Šajā Etiopijas Baznīcā

Klimata Pārmaiņu Rosinātās Lietavas, Nogalinot Pingvīnu Cāļus
Klimata Pārmaiņu Rosinātās Lietavas, Nogalinot Pingvīnu Cāļus

Āra Bbq: 700 000 Gadu Vecs Rituāls
Āra Bbq: 700 000 Gadu Vecs Rituāls


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com