Electric charge - positibo at negatibo. Malaking encyclopedia ng langis at gas

Pagsingil ng kuryente- isang pisikal na dami na nagpapakilala sa kakayahan ng mga katawan na pumasok sa mga interaksyon ng electromagnetic. Sinusukat sa Coulomb.

elementarya na singil ng kuryente- ang pinakamababang singil na mayroon ang mga elementarya na particle (ang singil ng isang proton at isang elektron).

May singil ang katawan, nangangahulugang mayroon itong dagdag o nawawalang mga electron. Ang singil na ito ay tinutukoy q=hindi. (ito ay katumbas ng bilang ng mga elementary charges).

nagpapakuryente sa katawan- upang lumikha ng labis at kakulangan ng mga electron. Mga paraan: pagpapakuryente sa pamamagitan ng alitan At pagpapakuryente sa pamamagitan ng pagkontak.

matukoy ang bukang-liwayway e - ang singil ng katawan, na maaaring kunin bilang isang materyal na punto.

singil sa pagsubok() - isang punto, maliit na singil, kinakailangang positibo - ay ginagamit upang pag-aralan ang electric field.

Batas ng konserbasyon ng bayad:sa isang nakahiwalay na sistema, ang algebraic na kabuuan ng mga singil ng lahat ng katawan ay nananatiling pare-pareho para sa anumang pakikipag-ugnayan ng mga katawan na ito sa isa't isa.

Batas ng Coulomb:ang mga puwersa ng interaksyon ng dalawang singil sa punto ay proporsyonal sa produkto ng mga singil na ito, na kabaligtaran na proporsyonal sa parisukat ng distansya sa pagitan ng mga ito, ay nakasalalay sa mga katangian ng daluyan at nakadirekta sa tuwid na linya na kumukonekta sa kanilang mga sentro.

, Saan
F / m, C 2 / nm 2 - dielectric. mabilis. vacuum

- nauugnay. dielectric constant (>1)

- ganap na dielectric permeability. kapaligiran

Electric field- ang materyal na daluyan kung saan nangyayari ang interaksyon ng mga singil sa kuryente.

Mga katangian ng electric field:

tensyon(E) ay isang vector quantity na katumbas ng puwersang kumikilos sa isang unit test charge na inilagay sa isang naibigay na punto.

Sinusukat sa N/C.

Direksyon ay katulad ng para sa aktibong puwersa.

hindi nakadepende ang tensyon ni sa lakas o sa magnitude ng trial charge.

Superposisyon ng mga electric field: ang lakas ng field na nilikha ng ilang charge ay katumbas ng vector sum ng field strengths ng bawat charge:

Graphically Ang electronic field ay inilalarawan gamit ang mga linya ng pag-igting.

linya ng pag-igting- isang linya, ang padaplis na kung saan sa bawat punto ay tumutugma sa direksyon ng vector ng pag-igting.

Mga Katangian ng Stress Line: hindi sila nagsalubong, isang linya lamang ang maaaring iguhit sa bawat punto; hindi sila nakasara, nag-iiwan ng positibong singil at nagpasok ng negatibo, o nagwawala hanggang sa kawalang-hanggan.

Mga uri ng field:

Unipormeng electric field- isang field, ang intensity vector kung saan sa bawat punto ay pareho sa ganap na halaga at direksyon.

Hindi pare-parehong electric field- isang field, ang intensity vector kung saan sa bawat punto ay hindi pareho sa ganap na halaga at direksyon.

Patuloy na electric field– hindi nagbabago ang tension vector.

Non-constant electric field- nagbabago ang tension vector.

Ang gawain ng electric field upang ilipat ang singil.

, kung saan ang F ay puwersa, ang S ay displacement, - anggulo sa pagitan ng F at S.

Para sa isang pare-parehong larangan: ang puwersa ay pare-pareho.

Ang gawain ay hindi nakasalalay sa hugis ng tilapon; ang gawaing ginawa upang lumipat sa isang saradong landas ay zero.

Para sa isang hindi pare-parehong larangan:

Potensyal na larangan ng kuryente- ang ratio ng trabaho na ginagawa ng field, na inililipat ang trial na electric charge sa infinity, sa magnitude ng charge na ito.

-potensyal ay ang katangian ng enerhiya ng patlang. Sinusukat sa Volts

Potensyal na pagkakaiba:

Kung
, Iyon

, Ibig sabihin

-potensyal na gradient.

Para sa isang homogenous na larangan: potensyal na pagkakaiba - Boltahe:

. Sinusukat ito sa Volts, device - voltmeters.

Kapasidad ng kuryente- ang kakayahan ng mga katawan na makaipon ng isang electric charge; ang ratio ng singil sa potensyal, na palaging pare-pareho para sa isang naibigay na konduktor.

Hindi nakadepende sa singil at hindi nakadepende sa potensyal. Ngunit ito ay depende sa laki at hugis ng konduktor; sa mga katangian ng dielectric ng daluyan.

, kung saan ang r ay ang laki,
- pagkamatagusin ng daluyan sa paligid ng katawan.

Ang kapasidad ng elektrisidad ay tumataas kung mayroong anumang mga katawan sa malapit - konduktor o dielectrics.

Kapasitor- isang aparato para sa pag-iipon ng singil. Kapasidad ng kuryente:

Flat na kapasitor- dalawang metal plate na may dielectric sa pagitan nila. Kapasidad ng isang flat capacitor:

, kung saan ang S ay ang lugar ng mga plato, ang d ay ang distansya sa pagitan ng mga plato.

Enerhiya ng isang sisingilin na kapasitor ay katumbas ng gawaing ginawa ng electric field sa paglilipat ng singil mula sa isang plato patungo sa isa pa.

Maliit na paglilipat ng singil
, magbabago ang boltahe sa
, gagawin ang trabaho
. kasi
, at C \u003d const,
. Pagkatapos
. Pinagsasama namin:

Enerhiya ng electric field:
, kung saan ang V=Sl ay ang volume na inookupahan ng electric field

Para sa isang hindi homogenous na larangan:
.

Volumetric electric field density:
. Sinusukat sa J / m 3.

electric dipole- isang sistema na binubuo ng dalawang pantay, ngunit kabaligtaran sa sign, point electric charges na matatagpuan sa ilang distansya mula sa bawat isa (dipole arm -l).

Ang pangunahing katangian ng isang dipole ay dipole moment ay isang vector na katumbas ng produkto ng singil at ang braso ng dipole, na nakadirekta mula sa isang negatibong singil patungo sa isang positibo. Tinutukoy
. Sinusukat sa coulomb meters.

Dipole sa isang pare-parehong electric field.

Ang mga puwersang kumikilos sa bawat isa sa mga singil ng dipole ay:
At
. Ang mga puwersang ito ay magkasalungat na nakadirekta at lumikha ng isang sandali ng isang pares ng mga puwersa - metalikang kuwintas:, kung saan

M - torque F - pwersang kumikilos sa dipole

d– braso ng braso l– braso ng dipole

p– dipole moment E– intensity

- anggulo sa pagitan ng p Eq - charge

Sa ilalim ng pagkilos ng isang metalikang kuwintas, ang dipole ay liliko at tumira sa direksyon ng mga linya ng pag-igting. Ang mga vectors na pi at E ay magiging parallel at unidirectional.

Dipole sa isang hindi magkakatulad na larangan ng kuryente.

Mayroong isang metalikang kuwintas, kaya ang dipole ay liliko. Ngunit ang mga puwersa ay magiging hindi pantay, at ang dipole ay lilipat sa kung saan mas malaki ang puwersa.

-gradient ng lakas. Kung mas mataas ang tension gradient, mas mataas ang lateral force na humihila sa dipole. Ang dipole ay nakatuon sa mga linya ng puwersa.

Sariling larangan ni Dipole.

Pero . Pagkatapos:

Hayaang ang dipole ay nasa punto O at ang braso nito ay maliit. Pagkatapos:

Ang formula ay nakuha na isinasaalang-alang:

Kaya, ang potensyal na pagkakaiba ay nakasalalay sa sine ng kalahating anggulo kung saan nakikita ang mga dipole point, at ang projection ng dipole moment papunta sa tuwid na linya na nagkokonekta sa mga puntong ito.

Mga dielectric sa isang electric field.

Dielectric Isang substance na walang libreng singil at samakatuwid ay hindi nagsasagawa ng kuryente. Gayunpaman, sa katunayan, ang kondaktibiti ay umiiral, ngunit ito ay bale-wala.

Mga klase ng dielectric:

na may mga polar molecule (tubig, nitrobenzene): ang mga molekula ay hindi simetriko, ang mga sentro ng masa ng positibo at negatibong mga singil ay hindi nag-tutugma, na nangangahulugang mayroon silang isang dipole moment kahit na sa kaso kapag walang electric field.

na may mga non-polar na molekula (hydrogen, oxygen): ang mga molekula ay simetriko, ang mga sentro ng masa ng positibo at negatibong mga singil ay nag-tutugma, na nangangahulugang wala silang dipole moment sa kawalan ng isang electric field.

crystalline (sodium chloride): isang kumbinasyon ng dalawang sublattice, ang isa ay positibong sisingilin at ang isa ay negatibong sisingilin; sa kawalan ng isang electric field, ang kabuuang dipole moment ay zero.

Polarisasyon- ang proseso ng spatial na paghihiwalay ng mga singil, ang hitsura ng mga nakagapos na singil sa ibabaw ng dielectric, na humahantong sa isang pagpapahina ng patlang sa loob ng dielectric.

Mga paraan ng polarisasyon:

1 paraan - electrochemical polarization:

Sa mga electrodes - ang paggalaw ng mga cation at anion patungo sa kanila, ang neutralisasyon ng mga sangkap; ang mga lugar ng positibo at negatibong singil ay nabuo. Ang kasalukuyang ay unti-unting bumababa. Ang rate ng pagtatatag ng mekanismo ng neutralisasyon ay nailalarawan sa oras ng pagpapahinga - ito ang oras kung saan ang polarization EMF ay tataas mula 0 hanggang sa maximum mula sa sandaling ilapat ang patlang. = 10 -3 -10 -2 s.

Paraan 2 - orientational polarization:

Sa ibabaw ng dielectric, ang mga uncompensated polar ay nabuo, i.e. nangyayari ang polarisasyon. Ang pag-igting sa loob ng dielectric ay mas mababa kaysa sa panlabas na pag-igting. Oras ng pagpapahinga: = 10 -13 -10 -7 s. Dalas 10 MHz.

3 paraan - electronic polarization:

Katangian ng mga non-polar molecule na nagiging dipoles. Oras ng pagpapahinga: = 10 -16 -10 -14 s. Dalas 10 8 MHz.

4 na paraan - ionic polarization:

Dalawang sala-sala (Na at Cl) ang inilipat sa isa't isa.

Oras ng pagpapahinga:

Paraan 5 - microstructural polarization:

Ito ay tipikal para sa mga biyolohikal na istruktura kapag ang mga layer na sinisingil at hindi naka-charge ay kahalili. Mayroong muling pamamahagi ng mga ion sa mga partisyon na semi-permeable o ion-impermeable.

Oras ng pagpapahinga: \u003d 10 -8 -10 -3 s. Dalas 1 kHz

Mga de-numerong katangian ng antas ng polariseysyon:

Kuryente ay ang iniutos na paggalaw ng mga libreng singil sa bagay o sa vacuum.

Mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current:

pagkakaroon ng mga libreng singil

ang pagkakaroon ng isang electric field, i.e. pwersang kumikilos sa mga singil na ito

Kasalukuyang lakas- isang halaga na katumbas ng singil na dumadaan sa anumang cross section ng konduktor bawat yunit ng oras (1 segundo)

Sinusukat sa amperes.

n ay ang konsentrasyon ng mga singil

q ang halaga ng singil

S- cross-sectional area ng konduktor

- bilis ng itinuro na paggalaw ng mga particle.

Ang bilis ng paggalaw ng mga sisingilin na particle sa isang electric field ay maliit - 7 * 10 -5 m / s, ang bilis ng pagpapalaganap ng electric field ay 3 * 10 8 m / s.

kasalukuyang density- ang halaga ng singil na dumadaan sa 1 segundo sa isang seksyon na 1 m 2.

. Sinusukat sa A / m 2.

- ang puwersa na kumikilos sa ion mula sa gilid ng electric field ay katumbas ng friction force

- kadaliang kumilos ng ion

- bilis ng itinuro na paggalaw ng mga ions = kadaliang mapakilos, lakas ng field

Ang tiyak na kondaktibiti ng electrolyte ay mas malaki, mas malaki ang konsentrasyon ng mga ion, ang kanilang singil at kadaliang kumilos. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang mobility ng mga ions at tumataas ang electrical conductivity.

Ang mga pisikal na proseso na nagaganap sa kalikasan ay hindi palaging ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkilos ng mga batas ng molecular kinetic theory, mechanics o thermodynamics. Mayroon ding mga electromagnetic force na kumikilos sa malayo at hindi nakadepende sa masa ng katawan.

Ang kanilang mga pagpapakita ay unang inilarawan sa mga akda ng mga sinaunang siyentipiko ng Greece, nang makaakit sila ng liwanag, maliliit na particle ng mga indibidwal na sangkap na may amber, na isinusuot sa lana.

Ang makasaysayang kontribusyon ng mga siyentipiko sa pagbuo ng electrodynamics

Ang mga eksperimento sa amber ay pinag-aralan nang detalyado ng isang English researcher William Gilbert. Sa mga huling taon ng ika-16 na siglo, gumawa siya ng isang ulat sa kanyang trabaho, at itinalaga niya ang mga bagay na may kakayahang makaakit ng ibang mga katawan sa malayo na may terminong "nakuryente".

Tinukoy ng Pranses na pisiko na si Charles Dufay ang pagkakaroon ng mga singil na may kabaligtaran na mga palatandaan: ang ilan ay nabuo sa pamamagitan ng pagkuskos ng mga bagay na salamin laban sa tela ng sutla, at iba pa - mga resin sa lana. Iyon ang tawag niya sa kanila: salamin at dagta. Matapos makumpleto ang pananaliksik Benjamin Franklin ipinakilala ang konsepto ng negatibo at positibong singil.

Napagtanto ni Charles Coulomb ang posibilidad ng pagsukat ng puwersa ng mga singil sa disenyo ng balanse ng pamamaluktot ng kanyang sariling imbensyon.

Si Robert Milliken, batay sa isang serye ng mga eksperimento, ay nagtatag ng discrete nature ng electric charges ng anumang substance, na nagpapatunay na ang mga ito ay binubuo ng isang tiyak na bilang ng elementary particles. (Hindi dapat malito sa isa pang konsepto ng terminong ito - fragmentation, discontinuity.)

Ang mga gawa ng mga siyentipikong ito ay nagsilbing pundasyon ng modernong kaalaman tungkol sa mga proseso at phenomena na nagaganap sa mga electric at magnetic field, na nilikha ng mga electric charge at kanilang paggalaw, na pinag-aralan ng electrodynamics.

Kahulugan ng mga singil at prinsipyo ng kanilang pakikipag-ugnayan

Ang isang electric charge ay nagpapakilala sa mga katangian ng mga sangkap na nagbibigay sa kanila ng kakayahang lumikha ng mga electric field at nakikipag-ugnayan sa mga electromagnetic na proseso. Tinatawag din itong dami ng kuryente at tinukoy bilang isang pisikal na scalar na dami. Ang mga simbolo na "q" o "Q" ay ginagamit upang italaga ang singil, at ang yunit na "Coulomb" ay ginagamit para sa mga sukat, na ipinangalan sa Pranses na siyentipiko na bumuo ng natatanging pamamaraan.

Gumawa siya ng isang aparato kung saan ginamit ang mga bola na nasuspinde sa isang manipis na sinulid ng kuwarts. Sila ay nakatuon sa espasyo sa isang tiyak na paraan, at ang kanilang posisyon ay naitala na may kaugnayan sa isang nagtapos na sukat na may pantay na dibisyon.

Sa pamamagitan ng isang espesyal na butas sa talukap ng mata, isa pang bola na may karagdagang bayad ang dinala sa mga bolang ito. Ang mga umuusbong na puwersa ng pakikipag-ugnayan ay pinilit ang mga bola na lumihis, pinaikot ang kanilang rocker. Ang laki ng pagkakaiba sa pagitan ng mga pagbabasa sa sukat bago at pagkatapos ng pagpapakilala ng singil ay naging posible upang matantya ang dami ng kuryente sa mga nasubok na sample.

Ang isang singil ng 1 palawit ay nailalarawan sa sistema ng SI sa pamamagitan ng isang kasalukuyang 1 ampere na dumadaan sa cross section ng konduktor sa isang oras na katumbas ng 1 segundo.

Hinahati ng modernong electrodynamics ang lahat ng singil sa kuryente sa:

positibo;

negatibo.

Kapag nakikipag-ugnayan sila sa isa't isa, mayroon silang mga puwersa, na ang direksyon ay nakasalalay sa umiiral na polarity.

Ang mga singil ng parehong uri, positibo o negatibo, ay palaging nagtataboy sa isa't isa sa magkasalungat na direksyon, sinusubukang lumayo sa isa't isa hangga't maaari. At ang mga singil ng magkasalungat na mga palatandaan ay may mga puwersa na nagsisikap na ilapit ang mga ito at pag-isahin ang mga ito sa isang kabuuan.

Prinsipyo ng superposisyon

Kapag mayroong ilang mga singil sa isang tiyak na dami, ang prinsipyo ng superposisyon ay gumagana para sa kanila.

Ang kahulugan nito ay ang bawat singil sa isang tiyak na paraan, ayon sa pamamaraan na tinalakay sa itaas, ay nakikipag-ugnayan sa lahat ng iba pa, na naaakit sa kabaligtaran at tinataboy mula sa parehong uri. Halimbawa, ang isang positibong singil q1 ay apektado ng puwersa ng pagkahumaling F31 sa isang negatibong singil q3 at pagtanggi sa F21 - mula sa q2.

Ang nagresultang puwersa F1 na kumikilos sa q1 ay tinutukoy ng geometric na pagdaragdag ng mga vectors F31 at F21. (F1= F31+ F21).

Tinutukoy ng parehong paraan ang epektibong resultang pwersa F2 at F3 sa mga singil na q2 at q3, ayon sa pagkakabanggit.

Sa pamamagitan ng prinsipyo ng superposisyon, napagpasyahan na para sa isang tiyak na bilang ng mga singil sa isang saradong sistema, ang mga matatag na puwersa ng electrostatic ay kumikilos sa pagitan ng lahat ng mga katawan nito, at ang potensyal sa anumang partikular na punto sa puwang na ito ay katumbas ng kabuuan ng mga potensyal mula sa lahat ng magkahiwalay na inilapat na mga singil.

Ang pagpapatakbo ng mga batas na ito ay kinumpirma ng mga nilikhang device na electroscope at electrometer, na mayroong pangkalahatang prinsipyo ng operasyon.

Ang isang electroscope ay binubuo ng dalawang magkaparehong petals ng manipis na foil na sinuspinde sa isang nakahiwalay na espasyo sa isang conductive thread na nakakabit sa isang metal na bola. Sa normal na estado, hindi kumikilos ang mga singil sa bolang ito, kaya malayang nakabitin ang mga petals sa espasyo sa loob ng flask ng device.

Paano mailipat ang singil sa pagitan ng mga katawan

Kung ang isang sisingilin na katawan, halimbawa, isang stick, ay dinadala sa bola ng electroscope, pagkatapos ay ang singil ay dadaan sa bola kasama ang conductive thread sa mga petals. Makakatanggap sila ng parehong singil at lalayo sa isa't isa sa isang anggulo na proporsyonal sa inilapat na halaga ng kuryente.

Ang electrometer ay may parehong pangunahing aparato, ngunit mayroon itong kaunting pagkakaiba: ang isang talulot ay permanenteng naayos, at ang pangalawa ay lumalayo mula dito at nilagyan ng isang arrow na nagbibigay-daan sa iyo na basahin ang nagtapos na sukat.

Maaaring gamitin ang mga intermediate carrier upang ilipat ang singil mula sa isang remote stationary fixed at charged body patungo sa isang electrometer.

Ang mga pagsukat na ginawa ng isang electrometer ay walang mataas na uri ng katumpakan at mahirap pag-aralan ang mga puwersang kumikilos sa pagitan ng mga singil sa kanilang batayan. Ang mga balanse ng torsion ng Coulomb ay mas angkop para sa kanilang pag-aaral. Gumamit sila ng mga bola na may diameter na mas maliit kaysa sa kanilang distansya sa isa't isa. Mayroon silang mga katangian ng mga singil sa punto - mga sinisingil na katawan, ang mga sukat nito ay hindi nakakaapekto sa katumpakan ng aparato.

Kinumpirma ng mga sukat na ginawa ni Coulomb ang kanyang hula na ang isang point charge ay inililipat mula sa isang naka-charge na katawan patungo sa pareho sa mga ari-arian at masa, ngunit hindi sinisingil sa paraang pantay na maipamahagi sa pagitan ng mga ito, na bumababa ng factor na 2 sa pinagmulan. Sa ganitong paraan, posible na bawasan ang magnitude ng singil ng dalawa, tatlo, at isa pang bilang ng beses.

Ang mga puwersang umiiral sa pagitan ng mga nakapirming singil sa kuryente ay tinatawag na Coulomb o static na pakikipag-ugnayan. Pinag-aaralan sila ng electrostatics, na isa sa mga sangay ng electrodynamics.

Mga uri ng electric charge carrier

Itinuturing ng modernong agham ang electron bilang ang pinakamaliit na particle na may negatibong charge, at ang positron bilang positibo. Mayroon silang parehong masa na 9.1 10-31 kg. Ang elementary particle proton ay mayroon lamang isang positibong singil at isang mass na 1.7·10-27 kg. Sa kalikasan, balanse ang bilang ng mga positibo at negatibong singil.

Sa mga metal, lumilikha ang paggalaw ng mga electron, at sa semiconductors, ang mga carrier ng mga singil nito ay mga electron at butas.

Sa mga gas, ang kasalukuyang ay nabuo sa pamamagitan ng paggalaw ng mga ions - sisingilin non-elementarya particle (atoms o molecules) na may positibong singil, na tinatawag na mga cation o negatibo - anion.

Ang mga ion ay nabuo mula sa mga neutral na particle.

Ang isang positibong singil ay nilikha sa isang particle na nawalan ng isang electron sa ilalim ng pagkilos ng isang malakas na paglabas ng kuryente, liwanag o radioactive irradiation, daloy ng hangin, paggalaw ng mga masa ng tubig, o maraming iba pang mga kadahilanan.

Ang mga negatibong ion ay nabuo mula sa mga neutral na particle na nakatanggap din ng isang elektron.

Ang paggamit ng ionization para sa mga layuning medikal at pang-araw-araw na buhay

Matagal nang napansin ng mga mananaliksik ang kakayahan ng mga negatibong ion na makaapekto sa katawan ng tao, mapabuti ang pagkonsumo ng oxygen sa hangin, mas mabilis itong maihatid sa mga tisyu at selula, at mapabilis ang proseso ng oksihenasyon ng serotonin. Ang lahat ng ito sa isang kumplikadong makabuluhang pinatataas ang kaligtasan sa sakit, nagpapabuti ng mood, pinapawi ang sakit.

Ang unang ionizer na ginagamit sa paggamot sa mga tao ay tinatawag mga chandelier Chizhevsky, bilang parangal sa siyentipikong Sobyet na lumikha ng isang aparato na may kapaki-pakinabang na epekto sa kalusugan ng tao.

Sa modernong mga de-koryenteng kasangkapan para sa pagtatrabaho sa bahay, makakahanap ka ng mga built-in na ionizer sa mga vacuum cleaner, humidifier, hair dryer, dryer ...

Nililinis ng mga espesyal na air ionizer ang komposisyon nito, binabawasan ang dami ng alikabok at nakakapinsalang mga dumi.

Nagagawa ng mga water ionizer na bawasan ang dami ng mga kemikal sa komposisyon nito. Ginagamit ang mga ito upang linisin ang mga pool at mga imbakan ng tubig, binabad ang tubig na may mga tanso o pilak na mga ion, na nagbabawas sa paglaki ng algae, sirain ang mga virus at bakterya.

Mga paksa ng USE codifier: electrization ng mga katawan, interaksyon ng mga singil, dalawang uri ng singil, batas ng konserbasyon ng electric charge.

Mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay kabilang sa mga pinakapangunahing pakikipag-ugnayan sa kalikasan. Ang mga puwersa ng pagkalastiko at alitan, presyon ng gas at marami pang iba ay maaaring mabawasan sa mga puwersang electromagnetic sa pagitan ng mga particle ng bagay. Ang mga electromagnetic na pakikipag-ugnayan mismo ay hindi na nabawasan sa iba, mas malalim na mga uri ng pakikipag-ugnayan.

Ang isang pantay na pangunahing uri ng pakikipag-ugnayan ay ang gravity - ang gravitational attraction ng alinmang dalawang katawan. Gayunpaman, mayroong ilang mahahalagang pagkakaiba sa pagitan ng electromagnetic at gravitational na pakikipag-ugnayan.

1. Hindi lahat ay maaaring lumahok sa mga electromagnetic na pakikipag-ugnayan, ngunit lamang sinisingil katawan (may singil ng kuryente).

2. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay palaging ang pang-akit ng isang katawan sa isa pa. Ang mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay maaaring parehong atraksyon at pagtanggi.

3. Ang pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ay mas matindi kaysa sa gravitational. Halimbawa, ang electric repulsion force ng dalawang electron ay ilang beses na mas malaki kaysa sa puwersa ng kanilang gravitational attraction sa isa't isa.

Ang bawat naka-charge na katawan ay may ilang halaga ng electric charge. Ang electric charge ay isang pisikal na dami na tumutukoy sa lakas ng electromagnetic interaction sa pagitan ng mga bagay ng kalikasan. Ang yunit ng bayad ay palawit(CL).

Dalawang uri ng bayad

Dahil ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay palaging isang atraksyon, ang masa ng lahat ng mga katawan ay hindi negatibo. Ngunit hindi ito ang kaso para sa mga singil. Dalawang uri ng electromagnetic interaction - atraksyon at repulsion - ay maginhawang inilarawan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng dalawang uri ng electric charge: positibo At negatibo.

Ang mga singil ng iba't ibang mga palatandaan ay umaakit sa isa't isa, at ang mga singil ng iba't ibang mga palatandaan ay nagtataboy sa isa't isa. Ito ay inilalarawan sa fig. 1 ; ang mga bolang nasuspinde sa mga thread ay binibigyan ng mga singil ng isang tanda o iba pa.

kanin. 1. Interaksyon ng dalawang uri ng pagsingil

Ang ubiquitous na pagpapakita ng mga electromagnetic na pwersa ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga sisingilin na particle ay naroroon sa mga atomo ng anumang sangkap: ang mga positibong sisingilin na proton ay bahagi ng atomic nucleus, at ang mga negatibong sisingilin na mga electron ay gumagalaw sa mga orbit sa paligid ng nucleus.

Ang mga singil ng isang proton at isang electron ay pantay sa ganap na halaga, at ang bilang ng mga proton sa nucleus ay katumbas ng bilang ng mga electron sa mga orbit, at samakatuwid ay lumalabas na ang atom sa kabuuan ay neutral sa kuryente. Iyon ang dahilan kung bakit, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, hindi natin napapansin ang electromagnetic effect mula sa mga nakapalibot na katawan: ang kabuuang singil ng bawat isa sa kanila ay zero, at ang mga sisingilin na particle ay pantay na ipinamamahagi sa buong dami ng katawan. Ngunit kung ang neutralidad ng kuryente ay nilabag (halimbawa, bilang resulta ng pagpapakuryente) ang katawan ay agad na nagsisimulang kumilos sa mga nakapaligid na sisingilin na mga particle.

Kung bakit may eksaktong dalawang uri ng mga singil sa kuryente, at hindi ang ilang iba pang bilang ng mga ito, ay hindi alam sa kasalukuyan. Maaari lamang nating igiit na ang pagtanggap sa katotohanang ito bilang pangunahin ay nagbibigay ng sapat na paglalarawan ng mga pakikipag-ugnayang electromagnetic.

Ang singil ng isang proton ay Cl. Ang singil ng isang electron ay kabaligtaran nito sa sign at katumbas ng C. Halaga

tinawag bayad sa elementarya. Ito ang pinakamababang posibleng singil: ang mga libreng particle na may mas maliit na singil ay hindi nakita sa mga eksperimento. Hindi pa maipaliwanag ng physics kung bakit ang kalikasan ay may pinakamaliit na singil at kung bakit ang magnitude nito ay eksakto.

Ang singil ng anumang katawan ay palaging kabuuan ng ang kabuuan bilang ng elementarya na singil:

Kung , kung gayon ang katawan ay may labis na bilang ng mga electron (kumpara sa bilang ng mga proton). Kung, sa kabaligtaran, ang katawan ay walang mga electron: mayroong higit pang mga proton.

Elektripikasyon ng mga katawan

Upang ang isang macroscopic na katawan ay magkaroon ng impluwensyang elektrikal sa ibang mga katawan, dapat itong nakuryente. Elektripikasyon- ito ay isang paglabag sa electrical neutrality ng katawan o mga bahagi nito. Bilang resulta ng electrification, ang katawan ay nagiging may kakayahang electromagnetic na pakikipag-ugnayan.

Ang isa sa mga paraan upang makuryente ang isang katawan ay ang pagbibigay ng singil sa kuryente dito, iyon ay, upang makamit ang labis na mga singil ng parehong tanda sa isang ibinigay na katawan. Ito ay madaling gawin sa alitan.

Kaya, kapag pinupunasan ang isang baso na may sutla, bahagi ng mga negatibong singil nito ay napupunta sa sutla. Bilang resulta, ang stick ay na-charge nang positibo, at ang seda ay negatibong na-charge. Ngunit kapag pinupunasan ng lana ang isang ebonite stick, ang bahagi ng mga negatibong singil ay dumadaan mula sa lana patungo sa stick: ang stick ay negatibong sinisingil, at ang lana ay positibong sinisingil.

Ang pamamaraang ito ng pagpapakuryente ng mga katawan ay tinatawag pagpapakuryente sa pamamagitan ng alitan. Nakakaranas ka ng elektripikasyon sa pamamagitan ng alitan sa tuwing maghuhubad ka ng sweater sa iyong ulo ;-)

Ang isa pang uri ng elektripikasyon ay tinatawag electrostatic induction, o pagpapakuryente sa pamamagitan ng impluwensya. Sa kasong ito, ang kabuuang singil ng katawan ay nananatiling katumbas ng zero, ngunit muling ipinamamahagi upang ang mga positibong singil ay maipon sa ilang bahagi ng katawan, at mga negatibong singil sa iba.

kanin. 2. Electrostatic induction

Tingnan natin ang fig. 2. Sa ilang distansya mula sa metal na katawan mayroong isang positibong singil. Inaakit nito ang mga negatibong singil ng metal (mga libreng electron), na naipon sa mga lugar ng ibabaw ng katawan na pinakamalapit sa singil. Ang mga hindi nabayarang positibong singil ay nananatili sa malayong mga rehiyon.

Sa kabila ng katotohanan na ang kabuuang singil ng metal na katawan ay nanatiling katumbas ng zero, isang spatial na paghihiwalay ng mga singil ang naganap sa katawan. Kung hahatiin natin ngayon ang katawan sa may tuldok na linya, kung gayon ang kanang kalahati ay negatibong sisingilin, at ang kaliwang kalahati ay positibo.

Maaari mong obserbahan ang electrification ng katawan gamit ang isang electroscope. Ang isang simpleng electroscope ay ipinapakita sa Fig. 3 (larawan mula sa en.wikipedia.org).

kanin. 3. Electroscope

Ano ang mangyayari sa kasong ito? Ang isang positibong sisingilin na baras (halimbawa, dati nang kinuskos) ay dinadala sa electroscope disk at nangongolekta ng negatibong singil dito. Sa ibaba, sa mga gumagalaw na dahon ng electroscope, nananatili ang hindi nabayarang mga positibong singil; pagtutulak palayo sa isa't isa, ang mga dahon ay nag-iiba sa iba't ibang direksyon. Kung aalisin mo ang wand, ang mga singil ay babalik sa kanilang lugar at ang mga dahon ay mahuhulog.

Ang kababalaghan ng electrostatic induction sa isang malaking sukat ay sinusunod sa panahon ng isang bagyo. Sa fig. 4 nakikita natin ang isang kulog na ulap sa ibabaw ng lupa.

kanin. 4. Elektripikasyon ng lupa sa pamamagitan ng thundercloud

Sa loob ng ulap ay may mga ice floe na may iba't ibang laki, na halo-halong pataas na agos ng hangin, nagbanggaan at nakuryente. Sa kasong ito, lumalabas na ang isang negatibong singil ay naipon sa ibabang bahagi ng ulap, at isang positibong singil ang naipon sa itaas na bahagi.

Ang negatibong sisingilin sa ibabang bahagi ng ulap ay nag-uudyok ng mga positibong singil sa ibabaw ng lupa. Lumilitaw ang isang higanteng kapasitor na may napakalaking boltahe sa pagitan ng ulap at lupa. Kung ang boltahe na ito ay sapat na upang masira ang puwang ng hangin, kung gayon ang isang paglabas ay magaganap - kidlat, na kilala sa iyo.

Batas ng konserbasyon ng bayad

Bumalik tayo sa halimbawa ng electrification sa pamamagitan ng friction - pagkuskos ng stick gamit ang isang tela. Sa kasong ito, ang stick at ang piraso ng tela ay nakakakuha ng mga singil na katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng sign. Ang kanilang kabuuang singil, dahil ito ay katumbas ng zero bago ang pakikipag-ugnayan, ay nananatiling katumbas ng zero pagkatapos ng pakikipag-ugnayan.

Nakikita natin dito batas ng konserbasyon ng bayad na nagbabasa: sa isang saradong sistema ng mga katawan, ang algebraic na kabuuan ng mga singil ay nananatiling hindi nagbabago para sa anumang mga prosesong nagaganap sa mga katawan na ito:

Ang pagsasara ng isang sistema ng mga katawan ay nangangahulugan na ang mga katawan na ito ay maaaring makipagpalitan ng mga singil sa kanilang mga sarili lamang, ngunit hindi sa anumang iba pang mga bagay sa labas ng ibinigay na sistema.

Kapag ang stick ay nakuryente, walang nakakagulat sa pagtitipid ng singil: kung gaano karaming mga sisingilin na particle ang naiwan sa stick - ang parehong halaga ay dumating sa isang piraso ng tela (o vice versa). Nakakagulat, sa mas kumplikadong mga proseso, sinamahan ng mga pagbabago sa isa't isa elementarya na mga particle at pagbabago ng numero sisingilin ang mga particle sa system, ang kabuuang singil ay natipid pa rin!

Halimbawa, sa fig. 5 ay nagpapakita ng proseso kung saan ang isang bahagi ng electromagnetic radiation (ang tinatawag na photon) nagiging dalawang sisingilin na particle - isang electron at isang positron. Ang ganitong proseso ay posible sa ilalim ng ilang mga kundisyon - halimbawa, sa electric field ng atomic nucleus.

kanin. 5. Paglikha ng isang pares ng electron–positron

Ang singil ng positron ay katumbas ng ganap na halaga sa singil ng elektron at kabaligtaran nito sa tanda. Natupad na ang batas ng konserbasyon ng bayad! Sa katunayan, sa simula ng proseso mayroon kaming isang photon na ang singil ay zero, at sa dulo ay nakakuha kami ng dalawang particle na may zero na kabuuang singil.

Ang batas ng conservation of charge (kasama ang pagkakaroon ng pinakamaliit na elementary charge) ngayon ang pangunahing siyentipikong katotohanan. Ang mga physicist ay hindi pa nagtagumpay sa pagpapaliwanag kung bakit ang kalikasan ay kumikilos sa ganitong paraan at hindi kung hindi man. Maaari lamang nating sabihin na ang mga katotohanang ito ay nakumpirma ng maraming pisikal na mga eksperimento.

Sanaysay sa electrical engineering

Nakumpleto ni: Roman Agafonov

Luga Agro-Industrial College

Imposibleng magbigay ng maikling kahulugan ng singil na kasiya-siya sa lahat ng aspeto. Nakasanayan na namin ang paghahanap ng mga maliwanag na paliwanag para sa napakasalimuot na mga pormasyon at proseso, tulad ng atom, mga likidong kristal, ang pamamahagi ng mga molekula sa mga bilis, at iba pa. Ngunit ang pinakapangunahing, pangunahing mga konsepto, na hindi nahahati sa mga mas simple, na wala, ayon sa agham ngayon, ng anumang panloob na mekanismo, ay hindi maipaliwanag sa madaling sabi sa isang kasiya-siyang paraan. Lalo na kung ang mga bagay ay hindi direktang nakikita ng ating mga pandama. Ito ay sa mga pangunahing konsepto na kabilang ang electric charge.

Subukan muna nating alamin hindi kung ano ang isang electric charge, ngunit kung ano ang nakatago sa likod ng pahayag, ang isang partikular na katawan o particle ay may electric charge.

Alam mo na ang lahat ng mga katawan ay binuo mula sa pinakamaliit, hindi mahahati sa mas simple (hanggang sa kaalaman ngayon sa agham) na mga particle, na kung gayon ay tinatawag na elementarya. Ang lahat ng elementarya ay may masa at dahil dito sila ay naaakit sa isa't isa. Ayon sa batas ng unibersal na grabitasyon, ang puwersa ng pagkahumaling ay bumababa nang medyo mabagal habang ang distansya sa pagitan ng mga ito ay tumataas: inversely proportional sa parisukat ng distansya. Bilang karagdagan, ang karamihan sa mga elementarya na particle, bagaman hindi lahat, ay may kakayahang makipag-ugnayan sa isa't isa sa isang puwersa na bumababa din nang kabaligtaran sa parisukat ng distansya, ngunit ang puwersang ito ay isang malaking bilang, mga beses na mas malaki kaysa sa puwersa ng grabidad. Kaya, sa hydrogen atom, na ipinapakita sa eskematiko sa Figure 1, ang electron ay naaakit sa nucleus (proton) na may puwersa na 1039 beses na mas malaki kaysa sa puwersa ng gravitational attraction.

Kung ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa mga puwersa na dahan-dahang bumababa sa distansya at maraming beses na mas malaki kaysa sa mga puwersa ng unibersal na grabitasyon, kung gayon ang mga particle na ito ay sinasabing may electric charge. Ang mga particle mismo ay tinatawag na sisingilin. May mga particle na walang electric charge, ngunit walang electric charge na walang particle.

Ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sisingilin na particle ay tinatawag na electromagnetic. Kapag sinabi natin na ang mga electron at proton ay may elektrikal na sisingilin, nangangahulugan ito na sila ay may kakayahang makipag-ugnayan ng isang partikular na uri (electromagnetic), at wala nang iba pa. Ang kawalan ng singil sa mga particle ay nangangahulugan na hindi nito nakikita ang gayong mga pakikipag-ugnayan. Tinutukoy ng electric charge ang intensity ng electromagnetic interactions, tulad ng mass na tinutukoy ang intensity ng gravitational interactions. Ang electric charge ay ang pangalawang pinakamahalagang katangian ng elementarya na mga particle (pagkatapos ng masa), na tumutukoy sa kanilang pag-uugali sa nakapaligid na mundo.

Sa gayon

Ang electric charge ay isang pisikal na scalar quantity na nagpapakilala sa ari-arian ng mga particle o katawan na pumasok sa mga interaksyon ng electromagnetic force.

Ang electric charge ay tinutukoy ng mga letrang q o Q.

Tulad ng sa mekanika ang konsepto ng isang materyal na punto ay madalas na ginagamit, na ginagawang posible na makabuluhang pasimplehin ang solusyon ng maraming mga problema, kapag pinag-aaralan ang pakikipag-ugnayan ng mga singil, ang konsepto ng isang singil sa punto ay naging epektibo. Ang point charge ay isang charged body na ang mga dimensyon ay mas maliit kaysa sa distansya mula sa body na ito hanggang sa point of observation at iba pang charged body. Sa partikular, kung pinag-uusapan natin ang pakikipag-ugnayan ng dalawang singil sa punto, sa gayon ay ipinapalagay natin na ang distansya sa pagitan ng dalawang sinisingil na katawan na isinasaalang-alang ay mas malaki kaysa sa kanilang mga linear na sukat.

Ang electric charge ng elementary particle ay hindi isang espesyal na "mekanismo" sa isang particle na maaaring alisin mula dito, mabulok sa mga bahagi nito at muling buuin. Ang pagkakaroon ng isang electric charge sa isang electron at iba pang mga particle ay nangangahulugan lamang ng pagkakaroon ng ilang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan nila.

Sa kalikasan, may mga particle na may mga singil ng magkasalungat na mga palatandaan. Ang singil ng isang proton ay tinatawag na positibo, at ang singil ng isang elektron ay tinatawag na negatibo. Ang positibong tanda ng singil ng isang butil ay hindi nangangahulugan, siyempre, na ito ay may mga espesyal na pakinabang. Ang pagpapakilala ng mga singil ng dalawang palatandaan ay nagpapahayag lamang ng katotohanan na ang mga sisingilin na particle ay maaaring parehong makaakit at maitaboy. Ang mga particle na may parehong tanda ng singil ay nagtataboy sa isa't isa, at may iba't ibang mga palatandaan na nakakaakit sila.

Walang paliwanag sa mga dahilan ng pagkakaroon ng dalawang uri ng singil sa kuryente ngayon. Sa anumang kaso, walang nakikitang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga positibo at negatibong singil. Kung ang mga palatandaan ng mga singil ng kuryente ng mga particle ay nabaligtad, kung gayon ang likas na katangian ng mga pakikipag-ugnayan ng electromagnetic sa kalikasan ay hindi magbabago.

Ang mga positibo at negatibong singil ay napakahusay na nabayaran sa Uniberso. At kung ang Uniberso ay may hangganan, kung gayon ang kabuuang singil ng kuryente nito, sa lahat ng posibilidad, ay katumbas ng zero.

Ang pinaka-kahanga-hangang bagay ay ang electric charge ng lahat ng elementarya na particle ay mahigpit na pareho sa absolute value. Mayroong isang minimum na singil, na tinatawag na elementarya, na taglay ng lahat ng naka-charge na elementarya. Ang singil ay maaaring positibo, tulad ng isang proton, o negatibo, tulad ng isang elektron, ngunit ang modulus ng singil ay pareho sa lahat ng mga kaso.

Imposibleng paghiwalayin ang bahagi ng singil, halimbawa, mula sa isang elektron. Ito marahil ang pinakakahanga-hangang bagay. Walang makabagong teorya ang makapagpaliwanag kung bakit magkapareho ang mga singil ng lahat ng particle, at hindi makalkula ang halaga ng pinakamababang singil sa kuryente. Natutukoy ito sa eksperimento sa tulong ng iba't ibang mga eksperimento.

Noong 1960s, matapos ang bilang ng mga bagong natuklasang elementarya na mga particle ay nagsimulang lumaki nang may panganib, isang hypothesis ang iniharap na ang lahat ng malakas na nakikipag-ugnayan na mga particle ay composite. Ang mas pangunahing mga particle ay tinatawag na quark. Ito ay naging kapansin-pansin na ang mga quark ay dapat magkaroon ng fractional electric charge: 1/3 at 2/3 ng elementary charge. Upang makabuo ng mga proton at neutron, sapat ang dalawang uri ng quark. At ang kanilang maximum na bilang, tila, ay hindi lalampas sa anim.

Imposibleng lumikha ng isang macroscopic na pamantayan ng yunit ng electric charge, katulad ng pamantayan ng haba - isang metro, dahil sa hindi maiiwasang pagtagas ng singil. Magiging natural na kunin ang singil ng elektron bilang isang yunit (ito ay ginagawa na ngayon sa atomic physics). Ngunit sa panahon ng Coulomb, ang pagkakaroon ng isang electron sa kalikasan ay hindi pa alam. Bilang karagdagan, ang singil ng elektron ay masyadong maliit at samakatuwid ay mahirap gamitin bilang isang sanggunian.

Sa International System of Units (SI), ang yunit ng singil - ang palawit ay nakatakda gamit ang yunit ng kasalukuyang lakas:

Ang 1 pendant (C) ay ang singil na dumadaan sa loob ng 1 s sa cross section ng conductor sa kasalukuyang lakas na 1 A.

Napakalaki ng singil na 1 C. Ang dalawang ganoong singil sa layong 1 km ay magtatataboy sa isa't isa na may puwersang bahagyang mas mababa kaysa sa puwersa kung saan ang globo ay umaakit ng kargada na 1 tonelada. Samakatuwid, imposibleng magbigay ng singil na 1 C sa isang maliit na katawan (sa pagkakasunud-sunod ng ilang metro ang laki). Repelled mula sa isa't isa, ang mga sisingilin particle ay hindi maaaring panatilihin sa naturang katawan. Walang ibang pwersa na kayang bayaran ang pagtanggi ng Coulomb sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon sa kalikasan. Ngunit sa isang konduktor na karaniwang neutral, hindi mahirap i-set in motion ang singil na 1 C. Sa katunayan, sa isang maginoo na bombilya na may kapangyarihan na 100 W sa isang boltahe ng 127 V, ang isang kasalukuyang ay nakatakda na bahagyang mas mababa sa 1 A. Kasabay nito, ang isang singil na halos katumbas ng 1 C ay dumadaan sa cross section ng conductor sa 1 s.

Ang isang electrometer ay ginagamit upang makita at sukatin ang mga singil sa kuryente. Ang electrometer ay binubuo ng isang metal rod at isang arrow na maaaring paikutin sa isang pahalang na axis (Larawan 2). Ang baras na may arrow ay naayos sa isang manggas ng plexiglass at inilagay sa isang cylindrical metal case, sarado na may mga takip ng salamin.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng electrometer. Hawakan natin ang stick na may positibong charge sa baras ng electrometer. Makikita natin na ang karayom ng electrometer ay lumilihis sa isang tiyak na anggulo (tingnan ang Fig. 2). Ang pagliko ng arrow ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na kapag ang isang sisingilin na katawan ay nakipag-ugnay sa baras ng isang electrometer, ang mga singil sa kuryente ay ipinamamahagi kasama ang arrow at ang baras. Ang mga salungat na puwersa na kumikilos sa pagitan ng parehong mga singil sa kuryente sa baras at ang arrow ay nagiging sanhi ng pag-ikot ng arrow. Muli naming pinakuryente ang ebonite rod at muli itong hinawakan sa baras ng electrometer. Ipinapakita ng karanasan na sa pagtaas ng singil ng kuryente sa baras, ang anggulo ng paglihis ng arrow mula sa patayong posisyon ay tumataas. Samakatuwid, ayon sa anggulo ng paglihis ng electrometer needle, maaaring hatulan ng isa ang halaga ng electric charge na inilipat sa electrometer rod.

Ang kabuuan ng lahat ng kilalang pang-eksperimentong katotohanan ay nagbibigay-daan sa amin na makilala ang mga sumusunod na katangian ng pagsingil:

Mayroong dalawang uri ng mga singil sa kuryente, karaniwang tinatawag na positibo at negatibo. Ang mga katawan na may positibong charge ay yaong kumikilos sa iba pang mga katawan na sinisingil sa parehong paraan tulad ng salamin na nakuryente sa pamamagitan ng alitan laban sa seda. Ang mga negatibong sisingilin na katawan ay ang mga kumikilos sa parehong paraan tulad ng ebonite na nakuryente sa pamamagitan ng alitan sa lana. Ang pagpili ng pangalang "positibo" para sa mga singil na nagmumula sa salamin at "negatibo" para sa mga singil sa ebonite ay ganap na hindi sinasadya.

Maaaring ilipat ang mga singil (halimbawa, sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnayan) mula sa isang katawan patungo sa isa pa. Hindi tulad ng body mass, ang electric charge ay hindi isang likas na katangian ng isang partikular na katawan. Ang parehong katawan sa iba't ibang mga kondisyon ay maaaring magkaroon ng ibang singil.

Tulad ng mga singil ay nagtataboy, hindi katulad ng mga singil na umaakit. Ipinapakita rin nito ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga electromagnetic na pwersa at mga gravitational. Ang mga puwersa ng gravity ay palaging mga puwersa ng pagkahumaling.

Ang isang mahalagang katangian ng isang electric charge ay ang discreteness nito. Nangangahulugan ito na mayroong ilang pinakamaliit, pangkalahatan, higit pang hindi mahahati na elementarya na singil, upang ang singil q ng anumang katawan ay isang multiple ng elementarya na singil na ito:

kung saan ang N ay isang integer, ang e ay ang halaga ng elementarya na singil. Ayon sa mga modernong konsepto, ang singil na ito ay katumbas ng bilang ng electron charge e = 1.6∙10-19 C. Dahil ang magnitude ng elementary charge ay napakaliit, para sa karamihan ng mga sinisingil na katawan na sinusunod at ginagamit sa pagsasanay, ang bilang N ay napakalaki, at ang discrete na katangian ng pagbabago ng singil ay hindi nagpapakita mismo. Samakatuwid, pinaniniwalaan na sa ilalim ng normal na mga kondisyon ang electric charge ng mga katawan ay nagbabago halos patuloy.

Ang batas ng konserbasyon ng singil sa kuryente.

Sa loob ng saradong sistema, para sa anumang pakikipag-ugnayan, ang algebraic na kabuuan ng mga singil sa kuryente ay nananatiling pare-pareho:

Isang nakahiwalay (o nakasara) na sistema na tatawagin nating isang sistema ng mga katawan kung saan walang mga singil sa kuryente ang ipinapasok mula sa labas at hindi inaalis dito.

Wala kahit saan at hindi kailanman sa kalikasan ang isang electric charge ng parehong tanda ay lumabas at nawawala. Ang hitsura ng isang positibong singil sa kuryente ay palaging sinasamahan ng hitsura ng isang negatibong singil na katumbas ng ganap na halaga. Ang alinman sa positibo o negatibong singil ay hindi maaaring mawala nang hiwalay, maaari lamang nilang i-neutralize ang isa't isa kung sila ay pantay sa ganap na halaga.

Kaya ang mga elementarya na particle ay nakakapag-transform sa isa't isa. Ngunit palaging sa pagsilang ng mga sisingilin na mga particle, ang hitsura ng isang pares ng mga particle na may mga singil ng kabaligtaran na tanda ay sinusunod. Ang sabay-sabay na kapanganakan ng ilang mga pares ay maaari ding obserbahan. Nawawala ang mga naka-charge na particle, nagiging neutral, pares din. Ang lahat ng mga katotohanang ito ay walang pag-aalinlangan tungkol sa mahigpit na pagpapatupad ng batas ng konserbasyon ng electric charge.

Ang dahilan para sa pagtitipid ng singil sa kuryente ay hindi pa rin alam.

Elektripikasyon ng katawan

Ang mga macroscopic na katawan, bilang panuntunan, ay neutral sa kuryente. Ang isang atom ng anumang sangkap ay neutral, dahil ang bilang ng mga electron sa loob nito ay katumbas ng bilang ng mga proton sa nucleus. Ang mga positibo at negatibong sisingilin na mga particle ay konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersang elektrikal at bumubuo ng mga neutral na sistema.

Ang isang malaking katawan ay sinisingil kapag ito ay naglalaman ng labis na elementarya na mga particle na may parehong charge sign. Ang negatibong singil ng katawan ay dahil sa labis na mga electron kumpara sa mga proton, at ang positibong singil ay dahil sa kanilang kakulangan.

Upang makakuha ng isang de-koryenteng sisingilin na macroscopic na katawan, o, tulad ng sinasabi nila, upang makuryente ito, kinakailangan na paghiwalayin ang bahagi ng negatibong singil mula sa positibong singil na nauugnay dito.

Ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay sa friction. Kung magpapatakbo ka ng suklay sa iyong buhok, pagkatapos ay isang maliit na bahagi ng pinaka-mobile na sisingilin na mga particle - mga electron - ay dadaan mula sa buhok patungo sa suklay at sisingilin ito nang negatibo, at ang buhok ay sisingilin nang positibo. Kapag nakuryente sa pamamagitan ng friction, ang parehong mga katawan ay nakakakuha ng mga singil sa tapat ng sign, ngunit magkapareho sa magnitude.

Napakadaling magpakuryente sa mga katawan sa pamamagitan ng friction. Ngunit upang ipaliwanag kung paano ito nangyayari, ito ay naging isang napakahirap na gawain.

1 bersyon. Kapag nagpapakuryente sa mga katawan, ang malapit na ugnayan sa pagitan ng mga ito ay mahalaga. Ang mga puwersang elektrikal ay humahawak sa mga electron sa loob ng katawan. Ngunit para sa iba't ibang mga sangkap ang mga puwersang ito ay naiiba. Sa malapit na pakikipag-ugnay, ang isang maliit na bahagi ng mga electron ng sangkap na iyon, kung saan ang koneksyon ng mga electron sa katawan ay medyo mahina, ay pumasa sa ibang katawan. Sa kasong ito, ang mga displacement ng mga electron ay hindi lalampas sa mga laki ng interatomic na distansya (10-8 cm). Ngunit kung magkahiwalay ang mga bangkay, pareho silang kakasuhan. Dahil ang mga ibabaw ng mga katawan ay hindi kailanman perpektong makinis, ang malapit na pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga katawan na kinakailangan para sa paglipat ay itinatag lamang sa maliliit na lugar ng mga ibabaw. Kapag ang mga katawan ay kumakapit sa isa't isa, ang bilang ng mga lugar na may malapit na kontak ay tumataas, at sa gayon ang kabuuang bilang ng mga sisingilin na particle na dumadaan mula sa isang katawan patungo sa isa pa ay tumataas. Ngunit hindi malinaw kung paano gumagalaw ang mga electron sa mga non-conductive substance (insulators) tulad ng ebonite, plexiglass at iba pa. Nakagapos sila sa mga neutral na molekula.

2 bersyon. Sa halimbawa ng isang ionic crystal LiF (insulator), ganito ang hitsura ng paliwanag na ito. Sa panahon ng pagbuo ng isang kristal, ang iba't ibang uri ng mga depekto ay lumitaw, sa partikular na mga bakante - hindi napuno na mga lugar sa mga node ng kristal na sala-sala. Kung ang bilang ng mga bakante para sa mga positibong lithium ions at mga negatibong ion para sa fluorine ay hindi pareho, ang kristal ay sisingilin ayon sa volume sa panahon ng pagbuo. Ngunit ang singil sa kabuuan ay hindi maiimbak sa kristal nang mahabang panahon. Palaging mayroong isang tiyak na halaga ng mga ion sa hangin, at ang kristal ay kukuha sa kanila palabas ng hangin hanggang sa ang singil ng kristal ay neutralisado ng layer ng mga ion sa ibabaw nito. Ang iba't ibang mga insulator ay may iba't ibang mga singil sa espasyo, at samakatuwid ang mga singil ng mga layer sa ibabaw ng mga ion ay iba. Sa panahon ng alitan, ang mga layer sa ibabaw ng mga ion ay pinaghalo, at kapag ang mga insulator ay pinaghiwalay, ang bawat isa sa kanila ay sinisingil.

At maaari bang makuryente ang dalawang magkatulad na insulator sa panahon ng alitan, halimbawa, ang parehong mga kristal ng LiF? Kung mayroon silang parehong mga intrinsic na singil sa espasyo, hindi. Ngunit maaari rin silang magkaroon ng iba't ibang intrinsic na singil kung ang mga kundisyon ng crystallization ay iba at ibang bilang ng mga bakante ang lumitaw. Gaya ng ipinakita ng karanasan, maaaring mangyari talaga ang electrification sa panahon ng friction ng magkakahawig na mga kristal ng ruby, amber, atbp. Gayunpaman, ang paliwanag na ito ay halos hindi tama sa lahat ng kaso. Kung ang mga katawan ay binubuo, halimbawa, ng mga molekular na kristal, kung gayon ang hitsura ng mga bakante sa kanila ay hindi dapat humantong sa pagsingil ng katawan.

Ang isa pang paraan ng electrification ng mga katawan ay ang epekto sa kanila ng iba't ibang mga radiation (sa partikular, ultraviolet, x-ray at γ-radiation). Ang pamamaraang ito ay pinaka-epektibo para sa electrization ng mga metal, kapag ang mga electron ay na-knock out mula sa ibabaw ng metal sa ilalim ng pagkilos ng radiation, at ang konduktor ay nakakakuha ng isang positibong singil.

Elektripikasyon sa pamamagitan ng impluwensya. Ang konduktor ay sinisingil hindi lamang sa pakikipag-ugnay sa isang naka-charge na katawan, kundi pati na rin kapag ito ay nasa malayo. Tuklasin natin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito nang mas detalyado. Nag-hang kami ng mga light sheet ng papel sa isang insulated conductor (Larawan 3). Kung ang konduktor ay hindi unang sinisingil, ang mga dahon ay nasa hindi nababagong posisyon. Lumapit tayo ngayon sa konduktor na may isang insulated metal ball, malakas na sisingilin, halimbawa, na may isang glass rod. Makikita natin na ang mga sheet na nasuspinde sa mga dulo ng katawan, sa mga punto a at b, ay pinalihis, bagaman ang sinisingil na katawan ay hindi hawakan ang konduktor. Ang konduktor ay sinisingil sa pamamagitan ng impluwensya, kaya naman ang kababalaghan mismo ay tinawag na "electrification through influence" o "electrical induction." Ang mga singil na nakuha sa pamamagitan ng electrical induction ay tinatawag na induced o induced. Ang mga dahon na nakabitin malapit sa gitna ng katawan, sa mga puntong a' at b', ay hindi lumihis. Nangangahulugan ito na ang mga sapilitan na singil ay lumalabas lamang sa mga dulo ng katawan, habang ang gitna nito ay nananatiling neutral, o hindi sinisingil. Sa pamamagitan ng pagdadala ng electrified glass rod sa mga sheet na nasuspinde sa mga punto a at b, madaling matiyak na ang mga sheet sa punto b ay itataboy mula dito, at ang mga sheet sa punto a ay naaakit. Nangangahulugan ito na sa malayong dulo ng konduktor isang singil ng parehong tanda ay lumitaw tulad ng sa bola, at ang mga singil ng ibang sign ay lumitaw sa mga kalapit na bahagi. Matapos tanggalin ang naka-charge na bola, makikita natin na mahuhulog ang mga sheet. Ang kababalaghan ay nagpapatuloy sa isang ganap na katulad na paraan kung ang eksperimento ay paulit-ulit sa pamamagitan ng pagsingil sa bola nang negatibo (halimbawa, sa tulong ng sealing wax).

Mula sa punto ng view ng electronic theory, ang mga phenomena na ito ay madaling ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga libreng electron sa isang conductor. Kapag ang isang positibong singil ay inilapat sa isang konduktor, ang mga electron ay naaakit dito at nag-iipon sa pinakamalapit na dulo ng konduktor. Nakalagay dito ang isang tiyak na bilang ng "labis" na mga electron, at ang bahaging ito ng konduktor ay negatibong sinisingil. Sa dulong dulo, mayroong isang kakulangan ng mga electron at, dahil dito, isang labis na mga positibong ion: dito lumilitaw ang isang positibong singil.

Kapag ang isang negatibong sisingilin na katawan ay dinala sa konduktor, ang mga electron ay nag-iipon sa malayong dulo, at ang labis na mga positibong ion ay nakuha sa malapit na dulo. Pagkatapos ng pag-alis ng singil, na nagiging sanhi ng paggalaw ng mga electron, muli silang ipinamamahagi sa ibabaw ng konduktor, upang ang lahat ng mga seksyon nito ay hindi pa rin nasisingil.

Ang paggalaw ng mga singil sa kahabaan ng konduktor at ang kanilang akumulasyon sa mga dulo nito ay magpapatuloy hanggang ang epekto ng labis na mga singil na nabuo sa mga dulo ng konduktor ay nagbabalanse sa mga puwersang elektrikal na nagmumula sa bola, sa ilalim ng impluwensya kung saan nangyayari ang muling pamamahagi ng mga electron. Ang kawalan ng singil sa gitna ng katawan ay nagpapakita na ang mga puwersa na nagmumula sa bola ay balanse dito, at ang mga puwersa kung saan ang labis na mga singil na naipon sa mga dulo ng konduktor ay kumikilos sa mga libreng electron.

Ang sapilitan na mga singil ay maaaring paghiwalayin kung, sa pagkakaroon ng isang sisingilin na katawan, ang konduktor ay nahahati sa mga bahagi. Ang ganitong karanasan ay ipinapakita sa Fig. 4. Sa kasong ito, ang mga displaced electron ay hindi na makakabalik pagkatapos alisin ang naka-charge na bola; dahil mayroong isang dielectric (hangin) sa pagitan ng parehong bahagi ng konduktor. Ang labis na mga electron ay ipinamamahagi sa buong kaliwang bahagi; ang kakulangan ng mga electron sa punto b ay bahagyang napunan mula sa rehiyon ng punto b ', upang ang bawat bahagi ng konduktor ay lumabas na sinisingil: ang kaliwa - na may singil na kabaligtaran sa pag-sign sa singil ng bola, ang kanan - na may singil na kapareho ng pangalan ng singil ng bola. Hindi lamang naghihiwalay ang mga dahon sa mga puntong a at b, kundi pati na rin sa mga sheet na dati ay nanatiling hindi gumagalaw sa mga puntong a' at b'.

Burov L.I., Strelchenya V.M. Physics mula A hanggang Z: para sa mga mag-aaral, aplikante, tutor. - Minsk: Paradox, 2000. - 560 p.

Myakishev G.Ya. Physics: Electrodynamics. 10-11 cell: aklat-aralin. Para sa malalim na pag-aaral ng pisika /G.Ya. Myakishev, A.Z. Sinyakov, B.A. Slobodskov. - M.Zh Drofa, 2005. - 476 p.

Physics: Proc. allowance para sa 10 cell. paaralan at mga klase na may pagpapalalim. pag-aaral mga pisiko / O. F. Kabardin, V. A. Orlov, E. E. Evenchik at iba pa; Ed. A. A. Pinsky. - 2nd ed. – M.: Enlightenment, 1995. – 415 p.

Batayang Aklat sa Elementarya ng Physics: Isang Gabay sa Pag-aaral. Sa 3 volume / Ed. G.S. Landsberg: T. 2. Elektrisidad at magnetismo. - M: FIZMATLIT, 2003. - 480 p.

Kung kuskusin mo ang isang baso ng baso sa isang sheet ng papel, pagkatapos ay ang stick ay makakakuha ng kakayahang maakit ang mga dahon ng "sultan", fluffs, manipis na mga daloy ng tubig. Kapag nagsusuklay ng tuyong buhok gamit ang isang plastic na suklay, ang buhok ay naaakit sa suklay. Sa mga simpleng halimbawang ito, nakakatugon tayo sa pagpapakita ng mga puwersa na tinatawag na elektrikal.

Ang mga katawan o mga partikulo na kumikilos sa nakapalibot na mga bagay sa pamamagitan ng mga puwersang elektrikal ay tinatawag na sisingilin o nakuryente. Halimbawa, ang glass rod na binanggit sa itaas, pagkatapos na ipahid sa isang sheet ng papel, ay nakuryente.

Ang mga particle ay may singil sa kuryente kung sila ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersang elektrikal. Bumababa ang mga puwersa ng kuryente habang tumataas ang distansya sa pagitan ng mga particle. Ang mga puwersa ng kuryente ay maraming beses na mas malaki kaysa sa mga puwersa ng unibersal na grabitasyon.

Ang electric charge ay isang pisikal na dami na tumutukoy sa intensity ng electromagnetic interaction.

Ang mga electromagnetic na pakikipag-ugnayan ay mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sisingilin na particle o katawan.

Ang mga singil sa kuryente ay nahahati sa positibo at negatibo. Ang mga matatag na particle ng elementarya - mga proton at positron, pati na rin ang mga ion ng mga atomo ng metal, atbp. ay may positibong singil. Ang mga stable na negatibong charge carrier ay ang electron at ang antiproton.

Mayroong mga particle na walang kuryente, iyon ay, neutral: neutron, neutrino. Ang mga particle na ito ay hindi nakikilahok sa mga electrical interaction, dahil ang kanilang electric charge ay zero. May mga particle na walang electric charge, ngunit walang electric charge na walang particle.

Sa salamin na pinunasan ng sutla, ang mga positibong singil ay lumitaw. Sa ebonite, malabo sa balahibo - mga negatibong singil. Ang mga particle ay nagtataboy sa mga singil ng parehong tanda (tulad ng mga singil), at may iba't ibang mga palatandaan (kabaligtaran ng mga singil), ang mga particle ay umaakit.

Ang lahat ng katawan ay binubuo ng mga atomo. Ang mga atom ay binubuo ng isang atomic na nucleus na may positibong charge at mga electron na may negatibong charge na gumagalaw sa paligid ng atomic nucleus. Ang atomic nucleus ay binubuo ng mga proton na may positibong sisingilin at mga neutral na particle - mga neutron. Ang mga singil sa isang atom ay ipinamamahagi sa paraang ang atom sa kabuuan ay neutral, iyon ay, ang kabuuan ng mga positibo at negatibong singil sa atom ay zero.

Ang mga electron at proton ay bahagi ng anumang substance at ang pinakamaliit na stable elementary particle. Ang mga particle na ito ay maaaring umiral nang walang katapusan sa isang malayang estado. Ang electric charge ng electron at proton ay tinatawag na elementary charge.

Ang elementary charge ay ang pinakamababang charge na taglay ng lahat ng charged elementary particles. Ang electric charge ng proton ay katumbas ng absolute value sa charge ng electron:

e \u003d 1.6021892 (46) * 10-19 C

Ang halaga ng anumang singil ay isang multiple ng absolute value ng elementary charge, iyon ay, ang charge ng electron. Electron sa pagsasalin mula sa Greek electron - amber, proton - mula sa Greek protos - ang una, neutron mula sa Latin na neutrum - ni isa o ang isa.

Ang mga simpleng eksperimento sa pagpapakuryente ng iba't ibang katawan ay naglalarawan ng mga sumusunod na punto.

1. Mayroong dalawang uri ng mga singil: positibo (+) at negatibo (-). Ang isang positibong singil ay lumalabas kapag ang salamin ay ipinahid sa balat o seda, at ang isang negatibong singil ay nangyayari kapag ang amber (o ebonite) ay ipinahid sa lana.

2. Mga singil (o sinisingil na mga katawan) nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Mga singil sa parehong pangalan pagtataboy, at hindi katulad ng mga singil ay naaakit.

3. Ang estado ng electrification ay maaaring ilipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa, na nauugnay sa paglipat ng electric charge. Sa kasong ito, ang isang mas malaki o mas maliit na singil ay maaaring ilipat sa katawan, ibig sabihin, ang singil ay may halaga. Kapag nakuryente sa pamamagitan ng friction, ang parehong katawan ay nakakakuha ng singil, ang isa ay positibo at ang isa ay negatibo. Dapat itong bigyang-diin na ang mga ganap na halaga ng mga singil ng mga katawan na nakuryente sa pamamagitan ng alitan ay pantay, na kinumpirma ng maraming mga sukat ng mga singil gamit ang mga electrometer.

Naging posible na ipaliwanag kung bakit ang mga katawan ay nakuryente (i.e., sinisingil) sa panahon ng alitan pagkatapos ng pagtuklas ng elektron at pag-aaral ng istraktura ng atom. Tulad ng alam mo, ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga atomo; ang mga atom, naman, ay binubuo ng mga elementarya na particle - negatibong sisingilin mga electron, positibong sisingilin mga proton at mga neutral na particle - mga neutron. Ang mga electron at proton ay mga carrier ng elementarya (minimal) na singil sa kuryente.

elementarya na singil sa kuryente ( e) - ito ang pinakamaliit na singil sa kuryente, positibo o negatibo, katumbas ng magnitude ng singil ng elektron:

e = 1.6021892(46) 10 -19 C.

Mayroong maraming mga sisingilin elementarya particle, at halos lahat ng mga ito ay may singil. +e o -e, gayunpaman, ang mga particle na ito ay masyadong maikli ang buhay. Nabubuhay sila nang wala pang isang milyon ng isang segundo. Tanging ang mga electron at proton lamang ang umiiral sa isang libreng estado nang walang katiyakan.

Ang mga proton at neutron (nucleon) ay bumubuo sa positibong sisingilin na nucleus ng atom, kung saan umiikot ang mga negatibong sisingilin na mga electron, ang bilang nito ay katumbas ng bilang ng mga proton, upang ang atom sa kabuuan ay isang planta ng kuryente.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang mga katawan na binubuo ng mga atomo (o mga molekula) ay neutral sa kuryente. Gayunpaman, sa proseso ng friction, ang ilan sa mga electron na umalis sa kanilang mga atomo ay maaaring lumipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa. Sa kasong ito, ang mga displacement ng mga electron ay hindi lalampas sa mga laki ng interatomic na distansya. Ngunit kung ang mga katawan ay pinaghiwalay pagkatapos ng alitan, sila ay sisingilin; ang katawan na nag-donate ng ilan sa mga electron nito ay positibong sisingilin, at ang katawan na nakakuha ng mga ito ay negatibong sisingilin.

Kaya, nakuryente ang mga katawan, ibig sabihin, nakakatanggap sila ng electric charge kapag nawalan sila o nakakuha ng mga electron. Sa ilang mga kaso, ang electrification ay dahil sa paggalaw ng mga ions. Ang mga bagong singil sa kuryente ay hindi lumalabas sa kasong ito. Mayroon lamang isang dibisyon ng magagamit na mga singil sa pagitan ng mga nakoryenteng katawan: bahagi ng mga negatibong singil ay dumadaan mula sa isang katawan patungo sa isa pa.

Depinisyon ng pagsingil.

Dapat itong bigyang-diin na ang singil ay isang likas na pag-aari ng butil. Posibleng isipin ang isang butil na walang singil, ngunit imposibleng isipin ang isang singil na walang butil.

Ang mga naka-charge na particle ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa pagkahumaling (kabaligtaran ng mga singil) o sa pagtanggi (mga singil ng parehong pangalan) na may mga puwersa na maraming mga order ng magnitude na mas malaki kaysa sa gravitational. Kaya, ang puwersa ng electric attraction ng isang electron sa nucleus sa isang hydrogen atom ay 10 39 beses na mas malaki kaysa sa puwersa ng gravitational attraction ng mga particle na ito. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga sisingilin na particle ay tinatawag pakikipag-ugnayan ng electromagnetic, at tinutukoy ng electric charge ang intensity ng electromagnetic interactions.

Sa modernong pisika, ang singil ay tinukoy bilang mga sumusunod:

Pagsingil ng kuryente- ito ay isang pisikal na dami na pinagmumulan ng electric field, kung saan ang pakikipag-ugnayan ng mga particle na may singil ay isinasagawa.

Pagsingil ng kuryente- isang pisikal na dami na nagpapakilala sa kakayahan ng mga katawan na pumasok sa mga interaksyon ng electromagnetic. Sinusukat sa Coulomb.

elementarya na singil ng kuryente- ang pinakamababang singil na mayroon ang mga elementarya na particle (ang singil ng isang proton at isang elektron).

May singil ang katawan, nangangahulugang mayroon itong dagdag o nawawalang mga electron. Ang singil na ito ay tinutukoy q=hindi. (ito ay katumbas ng bilang ng mga elementary charges).

nagpapakuryente sa katawan- upang lumikha ng labis at kakulangan ng mga electron. Mga paraan: pagpapakuryente sa pamamagitan ng alitan At pagpapakuryente sa pamamagitan ng pagkontak.

matukoy ang bukang-liwayway e - ang singil ng katawan, na maaaring kunin bilang isang materyal na punto.

singil sa pagsubok() - isang punto, maliit na singil, kinakailangang positibo - ay ginagamit upang pag-aralan ang electric field.

, Saan

F / m, C 2 / nm 2 - dielectric. mabilis. vacuum

- nauugnay. dielectric constant (>1)

- ganap na dielectric permeability. kapaligiran

Electric field- ang materyal na daluyan kung saan nangyayari ang interaksyon ng mga singil sa kuryente.

Mga katangian ng electric field:

tensyon(E) ay isang vector quantity na katumbas ng puwersang kumikilos sa isang unit test charge na inilagay sa isang naibigay na punto.

Sinusukat sa N/C.

Direksyon ay katulad ng para sa aktibong puwersa.

hindi nakadepende ang tensyon ni sa lakas o sa magnitude ng trial charge.

Superposisyon ng mga electric field: ang lakas ng field na nilikha ng ilang charge ay katumbas ng vector sum ng field strengths ng bawat charge:

Graphically Ang electronic field ay inilalarawan gamit ang mga linya ng pag-igting.

linya ng pag-igting- isang linya, ang padaplis na kung saan sa bawat punto ay tumutugma sa direksyon ng vector ng pag-igting.

Mga uri ng field:

Unipormeng electric field- isang field, ang intensity vector kung saan sa bawat punto ay pareho sa ganap na halaga at direksyon.

Hindi pare-parehong electric field- isang field, ang intensity vector kung saan sa bawat punto ay hindi pareho sa ganap na halaga at direksyon.

Patuloy na electric field– hindi nagbabago ang tension vector.

Non-constant electric field- nagbabago ang tension vector.

Ang gawain ng electric field upang ilipat ang singil.

, kung saan ang F ay puwersa, ang S ay displacement, - anggulo sa pagitan ng F at S.

Para sa isang pare-parehong larangan: ang puwersa ay pare-pareho.

Ang gawain ay hindi nakasalalay sa hugis ng tilapon; ang gawaing ginawa upang lumipat sa isang saradong landas ay zero.

Para sa isang hindi pare-parehong larangan:

Potensyal na larangan ng kuryente- ang ratio ng trabaho na ginagawa ng field, na inililipat ang trial na electric charge sa infinity, sa magnitude ng charge na ito.

-potensyal ay ang katangian ng enerhiya ng patlang. Sinusukat sa Volts

Potensyal na pagkakaiba:

, Iyon

, Ibig sabihin

-potensyal na gradient.

Para sa isang homogenous na larangan: potensyal na pagkakaiba - Boltahe:

. Sinusukat ito sa Volts, device - voltmeters.

Kapasidad ng kuryente- ang kakayahan ng mga katawan na makaipon ng isang electric charge; ang ratio ng singil sa potensyal, na palaging pare-pareho para sa isang naibigay na konduktor.

Hindi nakadepende sa singil at hindi nakadepende sa potensyal. Ngunit ito ay depende sa laki at hugis ng konduktor; sa mga katangian ng dielectric ng daluyan.

, kung saan ang r ay ang laki,

- pagkamatagusin ng daluyan sa paligid ng katawan.

Ang kapasidad ng elektrisidad ay tumataas kung mayroong anumang mga katawan sa malapit - konduktor o dielectrics.

Kapasitor- isang aparato para sa pag-iipon ng singil. Kapasidad ng kuryente:

Flat na kapasitor- dalawang metal plate na may dielectric sa pagitan nila. Kapasidad ng isang flat capacitor:

, kung saan ang S ay ang lugar ng mga plato, ang d ay ang distansya sa pagitan ng mga plato.

Enerhiya ng isang sisingilin na kapasitor ay katumbas ng gawaing ginawa ng electric field sa paglilipat ng singil mula sa isang plato patungo sa isa pa.

Maliit na paglilipat ng singil

, magbabago ang boltahe sa

, gagawin ang trabaho

. kasi

, at C \u003d const,

. Pagkatapos

. Pinagsasama namin:

Enerhiya ng electric field:

, kung saan ang V=Sl ay ang volume na inookupahan ng electric field

Para sa isang hindi homogenous na larangan:

Volumetric electric field density:

. Sinusukat sa J / m 3.

electric dipole- isang sistema na binubuo ng dalawang pantay, ngunit kabaligtaran sa sign, point electric charges na matatagpuan sa ilang distansya mula sa bawat isa (dipole arm -l).

. Sinusukat sa coulomb meters.

Dipole sa isang pare-parehong electric field.

Ang mga puwersang kumikilos sa bawat isa sa mga singil ng dipole ay:

. Ang mga puwersang ito ay magkasalungat na nakadirekta at lumikha ng isang sandali ng isang pares ng mga puwersa - metalikang kuwintas:, kung saan

M - torque F - pwersang kumikilos sa dipole

d– braso ng braso l– braso ng dipole

p– dipole moment E– intensity

- anggulo sa pagitan ng p Eq - charge

Sa ilalim ng pagkilos ng isang metalikang kuwintas, ang dipole ay liliko at tumira sa direksyon ng mga linya ng pag-igting. Ang mga vectors na pi at E ay magiging parallel at unidirectional.

Dipole sa isang hindi magkakatulad na larangan ng kuryente.

Mayroong isang metalikang kuwintas, kaya ang dipole ay liliko. Ngunit ang mga puwersa ay magiging hindi pantay, at ang dipole ay lilipat sa kung saan mas malaki ang puwersa.

-gradient ng lakas. Kung mas mataas ang tension gradient, mas mataas ang lateral force na humihila sa dipole. Ang dipole ay nakatuon sa mga linya ng puwersa.

Sariling larangan ni Dipole.

Pero. Pagkatapos:

Hayaang ang dipole ay nasa punto O at ang braso nito ay maliit. Pagkatapos:

Ang formula ay nakuha na isinasaalang-alang:

Mga dielectric sa isang electric field.

Dielectric- isang sangkap na walang libreng singil, at samakatuwid ay hindi nagsasagawa ng electric current. Gayunpaman, sa katunayan, ang kondaktibiti ay umiiral, ngunit ito ay bale-wala.

Mga klase ng dielectric:

Mga paraan ng polarisasyon:

1 paraan - electrochemical polarization:

Paraan 2 - orientational polarization:

3 paraan - electronic polarization:

Katangian ng mga non-polar molecule na nagiging dipoles. Oras ng pagpapahinga: = 10 -16 -10 -14 s. Dalas 10 8 MHz.

4 na paraan - ionic polarization:

Dalawang sala-sala (Na at Cl) ang inilipat sa isa't isa.

Oras ng pagpapahinga:

Paraan 5 - microstructural polarization:

Oras ng pagpapahinga: \u003d 10 -8 -10 -3 s. Dalas 1 kHz

Mga de-numerong katangian ng antas ng polariseysyon:

Kuryente ay ang iniutos na paggalaw ng mga libreng singil sa bagay o sa vacuum.

Mga kondisyon para sa pagkakaroon ng isang electric current:

pagkakaroon ng mga libreng singil

ang pagkakaroon ng isang electric field, i.e. pwersang kumikilos sa mga singil na ito

Kasalukuyang lakas- isang halaga na katumbas ng singil na dumadaan sa anumang cross section ng konduktor bawat yunit ng oras (1 segundo)

Sinusukat sa amperes.

n ay ang konsentrasyon ng mga singil

q ang halaga ng singil

S- cross-sectional area ng konduktor

- bilis ng itinuro na paggalaw ng mga particle.

Ang bilis ng paggalaw ng mga sisingilin na particle sa isang electric field ay maliit - 7 * 10 -5 m / s, ang bilis ng pagpapalaganap ng electric field ay 3 * 10 8 m / s.

kasalukuyang density- ang halaga ng singil na dumadaan sa 1 segundo sa isang seksyon na 1 m 2.

. Sinusukat sa A / m 2.

- ang puwersa na kumikilos sa ion mula sa gilid ng electric field ay katumbas ng friction force

- kadaliang kumilos ng ion

- bilis ng itinuro na paggalaw ng mga ions = kadaliang mapakilos, lakas ng field

Batay sa mga obserbasyon sa pakikipag-ugnayan ng mga katawan na may kuryente, tinawag ng Amerikanong pisiko na si Benjamin Franklin ang ilang mga katawan na positibong sisingilin, habang ang iba ay negatibo. Alinsunod dito, at mga singil sa kuryente tinawag positibo At negatibo.

Ang mga katawan na may katulad na mga singil ay nagtataboy sa isa't isa. Ang mga katawan na may magkasalungat na singil ay umaakit.

Ang mga pangalan ng mga singil na ito ay medyo arbitrary, at ang tanging kahulugan nito ay ang mga katawan na may mga singil sa kuryente ay maaaring makaakit o maitaboy.

Ang tanda ng electric charge ng katawan ay natutukoy sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa conditional standard ng sign ng charge.

Bilang isa sa mga pamantayang ito, kinuha ang singil ng isang ebonite stick na isinusuot ng balahibo. Ito ay pinaniniwalaan na ang isang ebonite stick pagkatapos na kuskusin ng balahibo ay palaging may negatibong singil.

Kung kinakailangan upang matukoy kung anong tanda ng singil ng isang naibigay na katawan, dinadala ito sa isang ebonite rod, isinusuot ng balahibo, naayos sa isang magaan na suspensyon, at ang pakikipag-ugnayan ay sinusunod. Kung ang stick ay naitaboy, kung gayon ang katawan ay may negatibong singil.

Matapos ang pagtuklas at pag-aaral ng elementarya na mga particle, ito ay naging negatibong singil laging may elementary part-ca - elektron.

Elektron (mula sa Greek - amber) - isang matatag na particle ng elementarya na may negatibong singil sa kuryentee = 1.6021892(46) . 10 -19 C, mass ng pahingaako =9.1095. 10 -19 kg. Natuklasan noong 1897 ng English physicist na si J. J. Thomson.

Bilang pamantayan ng positibong singil, kinuha ang singil ng isang glass rod na kinuskos ng natural na sutla. Kung ang stick ay tumatakas mula sa isang nakuryenteng katawan, kung gayon ang katawan na ito ay may positibong singil.

positibong singil laging meron proton, na bahagi ng atomic nucleus. materyal mula sa site

Gamit ang mga panuntunan sa itaas upang matukoy ang tanda ng singil ng isang katawan, dapat tandaan ng isa na ito ay nakasalalay sa sangkap ng mga nakikipag-ugnay na katawan. Kaya, ang isang ebonite stick ay maaaring magkaroon ng positibong singil kung ito ay kuskusin ng isang tela na gawa sa mga sintetikong materyales. Ang isang glass rod ay magkakaroon ng negatibong singil kung ito ay kuskusin ng balahibo. Samakatuwid, kapag nagpaplano na makakuha ng negatibong singil sa isang ebonite stick, dapat mong tiyak na gumamit ng balahibo o lana na tela kapag nagkuskos. Ang parehong naaangkop sa electrification ng isang glass rod, na kung saan ay kuskusin ng isang tela na gawa sa natural na sutla upang makakuha ng isang positibong singil. Tanging ang electron at proton lamang ang palaging at natatangi ang may negatibo at positibong singil, ayon sa pagkakabanggit.

Ang pahinang ito ay naglalaman ng materyal sa mga paksa.

Ang mga katawan na may katulad na mga singil ay nagtataboy sa isa't isa. Ang mga katawan na may magkasalungat na singil ay umaakit.

Ang mga pangalan ng mga singil na ito ay medyo arbitrary, at ang tanging kahulugan nito ay ang mga katawan na may mga singil sa kuryente ay maaaring makaakit o maitaboy.

Ang tanda ng electric charge ng katawan ay natutukoy sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa conditional standard ng sign ng charge.

Matapos ang pagtuklas at pag-aaral ng elementarya na mga particle, ito ay naging negatibong singil laging may elementary part - elektron.

positibong singil laging meron proton, na bahagi ng atomic nucleus. materyal mula sa site

Sa pahinang ito, materyal sa mga paksa:

Ano ang conditional standard ng positive charge?
Iyan ang conditional standard ng negative charge
Ang kondisyong pamantayan ng isang positibong singil ay
Ano ang kondisyong pamantayan ng negatibong singil?

Electric charge - positibo at negatibo. Malaking encyclopedia ng langis at gas

Mga paksa ng USE codifier: electrization ng mga katawan, interaksyon ng mga singil, dalawang uri ng singil, batas ng konserbasyon ng electric charge.

Dalawang uri ng bayad

Elektripikasyon ng mga katawan

Batas ng konserbasyon ng bayad

Depinisyon ng pagsingil.

Ano ang conditional standard ng positive charge?

Iyan ang conditional standard ng negative charge

Ang kondisyong pamantayan ng isang positibong singil ay

Ano ang kondisyong pamantayan ng negatibong singil?