Електрически заряд

Подобно на понятието гравитационна маса на тялото в Нютоновата механика, концепцията за такса електродинамика е първичен, основната концепция.

Електрически charge- физическа количество характеризиращи свойства на частиците или органи влизат в електромагнитна сила взаимодействие.

Електрическият заряд обикновено се означава с Q на писма и Q.

Събирането на всички известни експериментални факти води до следните изводи:

• Има два вида електрически заряди, условно наречени положителни и отрицателни.

• Зарядите могат да бъдат прехвърлени (например, чрез директен контакт) от едно тяло на друго. За разлика от електрическия заряд на тегло не е присъща характеристика на тялото. Един и същ орган в различни среди може да има различен заряд.

• като такси се отблъскват, за разлика от такси - привличане. Това се проявява и във фундаменталната разлика между електромагнитната сила на гравитацията. Гравитационните сили винаги са сили на привличане.

Един от основните закони на природата е експериментално създаден закон за запазване на електрическия заряд.

В една изолирана система, алгебричната сума на таксите на всички органи остава постоянна:

Закон за запазване на електрическия заряд се посочва, че в затворена система от органи, не може да се наблюдава процеса на раждане или изчезването на заряда на само един сигнал.

От гледната точка, таксата превозвачи са елементарни частици. Всички обичайните тялото състои от атоми, които съдържат положително заредени протони, отрицателно заредени електрони и неутрални частици - неутрони. Протоните и неутроните са част от атомните ядра, електроните образуват електрони обвивка на атомите. Електрически заряди на протона и електрона в абсолютна стойност са абсолютно същите и равен на начално зареждане е.

неутрален атом броя на протоните в ядрото е равен на броя на електроните в черупката. Този номер се нарича атомен номер. Атомите на материала могат да загубят един или повече електрони, или да закупуват допълнително електрони. В тези случаи, неутрален атом се превръща в положително или отрицателно зареден йон.

Таксата може да се предава от един орган на друг само за някои части, които съдържат цялата броя на елементарните такси. По този начин, на електрическия заряд на тялото - дискретна стойност:

Физични величини, които могат да вземат само дискретно брой стойности се наричат ​​квантуват. Е е начално зареждане кванта на (долна част) на електрически заряд. Трябва да се отбележи, че в съвременната физика на елементарните частици предполага съществуването на така наречените кварки - не може да се наблюдава до сега, тъй като частиците с дробен заряд, и все пак, в свободно състояние кварки.

В обикновените лабораторни експерименти за откриване и измерване на електрически заряд използва електромер (или електроскоп) - (. Фигура 1.1.1) устройство, което се състои от метален прът и иглата, която може да се върти около хоризонтална ос. Род със стрелка изолира от метален корпус. Когато заредено тяло в контакт с прът електромер на електрически заряди от един и същи знак и се разпространяват по протежение на посоката на вала. електрически отблъскване сили предизвикват въртене на стрелката от определен ъгъл, с който да съди такса прехвърля прът електромера на.

Прехвърляне на акция заредена орган, който да електромера

Електромера е относително груби устройство; че не е възможно да се изследва взаимодействието между силите на такси. За първи път правото на взаимодействие с фиксирани такси, е бил открит от френския физик Шарл Кулон в 1785. В своите експерименти Кулон измерва силите на привличане и отблъскване на заредени топки с помощта на устройството са проектирали - торсионен баланс (Фигура 1.1.2.), Характеризираща се с изключително висока чувствителност. Например лъч баланс се превръща с 1 ° по сила от порядъка на 10 -9 Н.

Идеята се базира на измервания на блестящ предположение Кулон, че ако един обвинен топка се поставя в контакт с абсолютно същата не е заредена, таксата от първите, разпределени по равно между тях. По този начин, методът е бил посочен за промяна на заряда на топката в две, три и така нататък. Г. Time. В експерименти измерват Кулон взаимодействието между топките, размери са по-малки от разстоянието между тях. Тези заредени тела се наричат ​​такси запетая.

Насочете zaryadomnazyvayut заредено тяло, могат да бъдат пренебрегнати размерите на които от гледна точка на този проблем.

Взаимодействията сили на подобни и противоположни заряди

Въз основа на многобройни експерименти Висулка установена следната закона:

Взаимодействията сили фиксирани такси е право пропорционална на произведението от модулите за зареждане и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях:

Силите на взаимодействие се подчиняват на трети закон на Нютон:

Те са силите на отблъскване в един и същи знак на заряда и силите на привличане на различни признаци (фиг. 1.1.3). Взаимодействие на дълготрайни електрически заряди се нарича електростатично или Кулон взаимодействие. КАТЕГОРИЯ електродинамика изучаване на взаимодействието на Кулон, се нарича статично електричество.

закона на Кулон е валидна за точкови обвинен органи. Почти закона на Кулон е доволен, ако размерът на заредените тела са много по-малка от разстоянието между тях.

к, фактор на пропорционалност в закона на Кулон, зависи от избора на система единици. В системата SI заряд единица предава висулка (Cl).

Висулка - е заряд преминава през един с напречно сечение на ток от 1 А. Единицата за ток (ампери) в SI единици се, заедно с продължителността на времето, и измерване на теглото на устройството.

к, коефициент в системата SI обикновено е написана под формата:

Къде - електрическа константа.

Индексът на удовлетвореност е елементарен такса д:

Опитът показва, че силата на взаимодействието на Кулон се подчиняват на принципа на суперпозиция:

Ако зарежда тялото взаимодейства с няколко заредени органи, получената сила действа на дадено тяло, е вектор сума на силите, които действат върху тялото на всички други заредени органи.

Фиг. 1.1.4 илюстрира принципа на суперпозиция пример за електростатично взаимодействие на три заредени органи.