Чем измеряется электрический заряд: В каких единицах измеряется электрический заряд? Какой буквой обозначается эта величина?

В каких единицах измеряется электрический заряд? Какой буквой обозначается эта величина?

Как давление зависит от площади поверхности к которой приложена сила

Брусок скользит под действием некоторой силы по поверхности. На него
действуют 4 силы: сила тяжести F = mg, сила трения F тр, сила реакции опоры N и
с
…

ила тяги F. Какие силы при этом совершают работу? Какая из сил совершает
отрицательную работу.
Пожалуйста

Описати склад ядра 223FY. Пожалуйста помогите!!!!! Срочно ​

під діею сили 16 H пружина розтягнулася на 4 см . Яка сила виникає внаслідок розтягування ціеї пружини на 50 мм​

« Фізика атома і атомного ядра”І варіантNo 1. Описати склад ядра 22Fт.№ 2. Дописати ядерні реакції:1) 12C + H — Oе + ; 2) 72Al + ү — н+ .№ 3. Визначте
…

потужність АЕС, яка за добу витрачає 220 г Урану – 235 тамає ККД — 30%. Енергія одного ядра Урану – 200 МеВ.№ 4. Скільки бензину треба спалити, щоб отримати таку саму енергію, як іпід час спалення 100 г Урану – 235?№ 5. На яку висоту можна підняти кам’яну брилу масою 1000 т за рахунокенергії, що виділяється під час поділу 1 г Урану- 235?Е. = 200 Мев, т. = 3,9 х 10-25кг. СРОЧНОООООООООООООО!!!!!!!!​

Архимедова сила, действующая на тело, когда оно полностью погружено в воду, составляет 10 Н. Если бы это тело было полностью погружено в керосин, кака
…

я сила действовала бы на него Архимедом? ПК = 10) П. = 800 кг МП =

Примером проводника является …
древесина
кремний
стекло
алюминий
Вопрос №2 ?
2 балла
Два одинаковых шарики имеют разный заряд. Их соединили стержнем
…

, после чего заряды шариков сразу выровнялись. Это значит, что материал стержня является …
диэлектриком
полупроводником
проводником
определить невозможно
Вопрос №3 ?
2 балла
Проводники хорошо проводят электрический ток, потому что содержат …
небольшое количество заряженных частиц
большое количество атомов
большое количество свободных заряженных частиц
небольшое количество нейтронов
Вопрос №4 ?
3 балла
В металлическом проводнике направление тока . ..
не зависит от направления движения заряженных частиц
совпадает с направлением движения заряженных частиц
перпендикулярно направлению движения заряженных частиц
противоположно направлению движения заряженных частиц
Вопрос №5 ?
3 балла
Сколько избыточных электронов имеется на теле, если его заряд равен -75,2·10−17 Кл.
Элементарный заряду равен 1,6 · 10-19 Кл

знайти відсоток нерозпавшийся ядер за час що дорівнює трьом періодам піврозпаду​

ДАЮ 15 БАЛЛОВ 40кг*10м/c2/0,030

Выбери правильный ответ, на каждый вопрос есть только один правильный ответ

Чем определяется величина заряда тела. Измерение электрического заряда

Одна из базовых физических величин, которая имеет непосредственное отношение к электричеству и в частности к электротехнике — это электрический заряд
. Мы привыкли к тому, что в электротехнике заряд измеряется в кулонах

, но мало кто знает, что есть и другие единицы измерения электрического заряда. При расчётах электрических схем, при использовании электроизмерительных приборов применяют международную систему единиц СИ. Но знаете ли вы, что есть и другие системы измерения?

Кулон

Эта единица измерения заряда известна многим ещё со школы. Относится она, как вы уже поняли, к системе единиц СИ. Это производная величина, которая не является в системе СИ базовой. Она выводится из других величин и определяется другими величинами.

Единица измерения носит название учёного — Шарля де Огюстена Кулона, открывшего закон взаимодействия зарядов, и соответственно, электрический заряд. Обозначают сокращённо величину заряда буквами Кл

, а когда речь идёт о количестве заряда — пишут его с прописными буквами — кулон

.

Определение электрического заряда в системе СИ следующее:

Электрический заряд в один кулон — это такой заряд, который проходит через сечение проводника при силе тока в один ампер за время равное одной секунде.

Между зарядом и единицей в ампер-час существует связь. Один кулон электричества равен 1/3600 ампер-часа.

Франклин

Ещё одна единица и измерения заряда, которая названа в честь американского изобретателя и физика — Бенджамина Франклина. Его портрет можно увидеть на стодолларовой купюре США. Эта единица относится к системе величин СГСЭ, в которой базовыми являются такие единицы как сантиметр, грамм и секунда. По другому эту систему единиц называют абсолютной системой физических единиц и она широко использовалась до принятия системы СИ (принята в 1960 году).

Сокращённо единица измерения записывается как Фр

(русское) или Fr

(английское).

Определение электрического заряда в системе СГСЭ следующее:

Количество электрического заряда в один Франклин — это такое количество заряда, что два разноимённых заряда по одному франклину, находящихся в вакууме на расстоянии одного сантиметра, будут притягиваться друг к другу с силой в один дин.

Как видно из определения, оно отличается от того, что приведено для системы СИ. Разница прежде всего в том, что в системе СИ заряд выражается через силу тока и исходя из этого определяется, а в системе СГСЭ заряд выражен через .

Система СГСЭ удобна для вычислений и исследований в физике, а система СИ более удобна для практических нужд электротехники.

Закон Кулона, имеющий непосредственное отношение к зарядам, в системе СИ и СГС (СГСЭ), записываются по разному. Единицу заряда в 1 Кл

можно перевести в 1 Фр

и наоборот.

Существует также планковская система естественных единиц измерения и в ней также имеется электрический заряд. Эта система была впервые предложена немецким физиком Максом Планком
1899 году на основе скорости света и гравитационной постоянной и ещё двух введённых им констант.

Обозначается q p

. Основная единица измерения, которая определяется в терминах фундаментальных констант. Определяется следующим образом:

Все тела состоят из неделимых мельчайших частиц, называемых элементарными. Они имеют массу и способны притягиваться друг к другу. По закону всемирного тяготения, при увеличении расстояния между частицами относительно медленно убывает (она обратно пропорциональна квадрату расстояния). Сила взаимодействия частиц превосходит Это взаимодействие и называют «электрический заряд», а частицы — заряженными.

Взаимодействие частиц называют электромагнитным. Оно свойственно большинству элементарных частиц. Если же его между ними нет, то говорят об отсутствии заряда.

Электрический заряд определяет степень интенсивности Он является важнейшей характеристикой элементарных частиц, которая определяет их поведение. Обозначается буквами «q» либо «Q».

Макроскопического эталона единицы электрического заряда не существует, поскольку создать его не представляется возможным из-за его неизбежной утечки. В атомной физике за единицу принимают заряд электрона. В Международной системе единиц она устанавливается с помощью Заряд в 1 кулон (1 Кл) обозначает, что он проходит при силе тока в 1 А за 1 с через Это довольно высокий заряд. Небольшому телу сообщить его невозможно. Но в нейтральном проводнике привести в движение заряд в 1 Кл вполне реально.

Электрический заряд является скалярной физической величиной, которая характеризует способность частиц или тел вступать в электромагнитное силовое взаимодействие между собой.

При изучении взаимодействия важным является представление о точечном заряде. Он являет собой заряженное тело, размеры которого гораздо меньше расстояния от него до точки наблюдения или других заряженных частиц. При взаимодействии двух точечных зарядов расстояние между ними является гораздо большим, чем их линейные размеры.

Частицы обладают противоположными зарядами: протоны — положительным, электроны — отрицательным. Эти знаки (плюс и минус) отражают способность частиц притягиваться (при разных знаках) и отталкиваться (при одном). В природе положительные показатели и отрицательные скомпенсированы между собой.

Одинаков по модулю, независимо от того, положительный ли он, как у протона, или отрицательный, как у электрона. Минимальный заряд называется элементарным. Им обладают все заряженные частицы. Отделить часть заряда частицы невозможно. Минимальное значение определяется экспериментально.

Электрический заряд и его свойства можно измерять с помощью электрометра. Он состоит из вращающейся вокруг горизонтальной оси стрелки и металлического стержня. Если к стрежню прикоснуться положительно заряженной палочкой, то стрелка отклонится на определенный угол. Это объясняется распределением заряда по стрелке и стержню. Поворот стрелки обусловлен действием силы отталкивания. При увеличении заряда возрастает и угол отклонения от вертикали. То есть он показывает значение заряда, который передается стрежню электрометра.

Выделяют следующие свойства электрического заряда. Они могут быть положительными и отрицательными (выбор названий случаен), которые притягиваются и отталкиваются. Заряды способны передаваться при контакте от одних тел другим. Одно тело в разных условиях может обладать разными зарядами. Важным свойством является дискретность, что означает существование наименьшего, универсального заряда, которому кратны аналогичные показатели любых тел. Внутри замкнутой системы алгебраическая сумма всех зарядов остается постоянной. В природе заряды одного знака не возникают и не исчезают одновременно.

Признаком того, что тело имеет электри-ческий заряд
, является его взаимодействие с другими телами. Об этом шла речь в предшествующем параграфе. Но такое вза-имодействие в каждом отдельном случае по интенсивности может быть разным. Это дает основание утверждать, что свойство тела, называющееся электрическим зарядом, мо-жет иметь количественную меру.

Термин «электрический заряд»
часто употребляют и просто для обозначения «тела, имеющего электрический заряд».

Количественную меру электрического за-ряда сначала назвали количеством электри-чества
. Но со временем эта мера получила название просто электрического заряда
. Итак, если говорят о значении электрического заряда, то подразумевают количественную меру свойства тела — электрического заряда.

Электрический заряд

— это свойство тела, проявляющее-ся во взаимодействии с элект-ромагнитным полем. Электрический заряд
— это также ме-ра свойства тела, имеющего электрический заряд.

Значение заряда про-тяженного тела обозначается буквой Q.
Если же речь идет о заряде точечного тела, то он обозначается маленькой буквой q.

Для измерения электрического заряда ис-пользуют специальные приборы. Одним из таких приборов является электрометр
.

Главная часть электрометра — это метал-лический стержень, закрепленный в метал-лическом корпусе с помощью втулки из непроводящего вещества (рис. 4.4). В нижней части стержня находится легкая металли-ческая стрелка, которая может вращаться на горизонтальной оси. Ось стрелки прохо-дит несколько выше ее центра масс. Под действием только силы тяжести стрелка в обычном состоянии будет находиться в вер-тикальном положении. Материал с сайта

Если верхнего конца стержня коснуться заряженным металлическим шариком, то стержень и стрелка получат электрический заряд. Вследствие взаимодействия одноимен-но заряженных стержня и стрелки возникнет сила, которая повернет стрелку на опреде-ленный угол. Экспериментально установле-но, что угол отклонения стрелки будет за-висеть от значения заряда на стержне и стрелке. Таким образом, измерив угол от-клонения стрелки, можно сделать вывод о значении электрического заряда. Чтобы на стрелку не влияли другие тела, металли-ческий корпус обязательно соединяют с зем-лей.

В технике и научных исследованиях ис-пользуют более сложные и более чувстви-тельные приборы для измерения электри-ческих зарядов, которые называют кулон-метрами
(рис. 4.5). Это, как правило, элект-ронные приборы, принцип действия кото-рых основан на явлении изменения пара-метров некоторых элементов электронных систем при сообщении им электрического заряда.

Вопросы по этому материалу:

Закон Кулона: единица измерения электрического заряда

Закон Кулона очень напоминает закон всемирного тяготения, только применимо к зарядам, а не к массам тел. Открыт он был экспериментально в 1785 году французским ученым Шарлем Кулоном.

Позднее он получил блестящее экспериментальное подтверждение. Для формулирования закона Кулона вначале надо ввести такое понятие как «точечный заряд».

Введение понятия «точечный заряд»

Точечными зарядами можно считать заряженные тела, в случае, когда их форма и размеры не оказывают сколько-нибудь существенного влияния на взаимодействие между этими телами.

Такое возможно, когда речь идет о телах, удаленных друг от друга на расстояния, много большие их размеров. Также следует учитывать, что закон Кулона применим в случае, когда среда, в которую помещены оба тела вакуум.

В случае, когда мы имеем воздух вместо вакуума, можно приближенно считать закон Кулона выполняющимся, так как воздух оказывает очень малое влияние на силу взаимодействия точечных зарядов.

Формулировка закона Кулона

Итак, закон Кулона гласит: сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. 2,

где |q_1 |  и |q_2 | модули зарядов, 

r расстояние между зарядами,

k коэффициент пропорциональности, зависящий от принятой системы единиц, численно он равен силе взаимодействия единичных зарядов на расстоянии, принятом за единицу длины.

Силу взаимодействия между точечными зарядами называют кулоновской.

Формула закона Кулона имеет тот же вид, что и закон всемирного тяготения, только вместо масс стоят модули зарядов, а вместо гравитационной постоянной коэффициент пропорциональности.

Стоит также отметить, что, как и в случае с законом тяготения, кулоновские силы действуют вдоль прямой, соединяющей эти заряды.

Единица измерения заряда — Кулон

За единицу заряда приняли кулон (1 Кл) в честь Шарля Кулона. Так как существует известная величина единичного элементарного заряда заряда электрона (протона), то можно было принять величину заряда, равной ей.

Но это слишком маленькая величина, и она не подходит для многих бытовых и промышленных расчетов, так как расчеты могли бы стать слишком громоздкими и неудобными. Такая величина принята и пригодна в ядерной физике.

Для классической же физики требовалось ввести иную величину. Поэтому, исходя из уже известных и используемых величин, приняли величину заряда в 1 Кл, равную заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока в 1 А.

Заряд в 1 Кл очень большая величина. В случае, когда два точечных заряда обладают каждый таким зарядом, сила их взаимодействия будет примерно равна силе, с которой Земля притягивает груз весом в 1 т.

Поэтому придать такой заряд маленькому телу невозможно, так как по закону Кулона одноименные заряды будут отталкивать кулоновскими силами.

Однако в проводнике протекание такого заряда возможно. Например, через спираль лампочки мощностью 60 Вт за 1 с проходит заряд чуть меньший 1 Кл.

Поэтому всегда следует помнить, что электричество это не шутка, а мощная сила, и относиться с предосторожностями к электроприборам под напряжением. 

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Закон сохранения электрического заряда: формулировка, подтверждение
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspБлизкодействие и действие на расстоянии: теории взаимодействия тел

Электрический заряд единица измерения

Закон Кулона.

Измерение электрического заряда.

В результате долгих наблюдений учеными было установлено, что разноименно заряженные тела притягиваются, а одноименно заряженные наоборот – отталкиваются. Это значит, что между телами возникают силы взаимодействия. Французский физик Ш. Кулон опытным путем исследовал закономерности взаимодействия металлических шаров и установил, что сила взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами будет прямопропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

Где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерений физических величин, которые входят в формулу, а также и от среды, в которой находятся электрические заряды q
₁ и q₂. r – расстояние между ними.

Отсюда можем сделать вывод, что закон Кулона будет справедлив только точечных зарядов, то есть для таких тел, размерами которых вполне можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними.

В векторной форме закон Кулона будет иметь вид:

Где q₁ и q₂ заряды, а r – радиус-вектор их соединяющий; r = |r|.

Силы, которые действуют на заряды, называют центральными. Они направлены по прямой, соединяющей эти заряды, причем сила, действующая со стороны заряда q₂ на заряд q₁, равна силе, действующей со стороны заряда q₁ на заряд q₂, и противоположна ей по знаку.

Для измерения электрических величин могут использоваться две системы счисления – система СИ (основная) и иногда могут использовать систему СГС.

В системе СИ одной из главных электрических величин является единица силы тока – ампер (А), то единица электрического заряда будет ее производной (выражается через единицу силы тока). Единицей определения заряда в СИ является кулон. 1 кулон (Кл) – это количество «электричества», проходящего через поперечное сечение проводника за 1 с при токе в 1 А, то есть 1 Кл = 1 А·с.

Коэффициент k в формуле 1а) в СИ принимается равным:

И закон Кулона можно будет записать в так называемой «рационализированной» форме:

Многие уравнения, описывающие магнитные и электрические явления, содержат множитель 4π. Однако, если данный множитель ввести в знаменатель закона Кулона, то он исчезнет из большинства формул магнетизма и электричества, которые очень часто применяют в практических расчетах. Такую форму записи уравнения называют рационализированной.

Величина ε₀ в данной формуле – электрическая постоянная.

Основными единицами системы СГС являются механические единицы СГС (грамм, секунда, сантиметр). Новые основные единицы дополнительно к вышеперечисленным трем в системе СГС не вводятся. Коэффициент k в формуле (1) принимается равным единице и безразмерным. Соответственно закон Кулона в не рационализированной форме будет иметь вид:

В системе СГС силу измеряют в динах: 1 дин = 1 г·см/с², а расстояние в сантиметрах. Предположим, что q = q₁ = q₂, тогда из формулы (4) получим:

Если r = 1см, а F = 1 дин, то из этой формулы следует, что в системе СГС за единицу заряда принимают точечный заряд, который (в вакууме) действует на равный ему заряд, удаленный от него на расстояние 1 см, с силой в 1 дин. Такая единица заряда называется абсолютной электростатической единицей количества электричества (заряда) и обозначается СГС
_q. Ее размерность:

Для вычисления величины ε₀, сравним выражения для закона Кулона, записанные в системе СИ и СГС. Два точечных заряда по 1 Кл каждый, которые находятся на расстоянии 1 м друг от друга, будут взаимодействовать с силой (согласно формуле 3):

В СГС данная сила будет равна:

Сила взаимодействия между двумя заряженными частицами зависит от среды, в которой они находятся. Чтобы характеризовать электрические свойства различных, сред было введено понятие относительной диэлектрической проницательности ε.

Значение ε это различная величина для разных веществ – для сегнетоэлектриков ее значение лежит в пределах 200 – 100 000, для кристаллических веществ от 4 до 3000, для стекла от 3 до 20, для полярных жидкостей от 3 до 81, для неполярных жидкостей от 1,8 до 2,3; для газов от 1,0002 до 1,006.

Также от температуры окружающей среды зависит и диэлектрическая проницаемость (относительная).

Если учесть диэлектрическую проницаемость среды, в которую помещены заряды, в СИ закон Кулона примет вид:

Диэлектрическая проницаемость ε – величина безразмерная и она не зависит от выбора единиц измерения и для вакуума считается равной ε = 1. Тогда для вакуума закон Кулона примет вид:

Поделив выражение (6) на (5) получим:

Соответственно относительная диэлектрическая проницаемость ε показывает, во сколько раз сила взаимодействия между точечными зарядами в какой-то среде, которые находятся на расстоянии r друг относительно друга меньше, чем в вакууме, при том же расстоянии.

Для раздела электричества и магнетизма систему СГС иногда называют системой Гаусса. До появления системы СГС действовали системы СГСЭ (СГС электрическая) для измерения электрических величин и СГСМ (СГС магнитная) для измерения магнитных величин. В первой равной единице принималась электрическая постоянная ε₀, а второй магнитная постоянная μ₀.

В системе СГС формулы электростатики совпадают соответствующими формулами СГСЭ, а формулы магнетизма, при условии, что они содержат только магнитные величины – с соответствующими формулами в СГСМ.

Но если в уравнении одновременно будет содержаться и магнитные, и электрические величины, то данное уравнение, записанное в системе Гаусса, будет отличаться от этого же уравнения, но записанного в системе СГСМ или СГСЭ множителем 1/с или 1/с². Величина с равна скорости света (с = 3·10¹⁰ см/с) называется электродинамической постоянной.

Закон Кулона в системе СГС будет иметь вид:

Пример

На двух абсолютно идентичных каплях масла недостает по одному электрону. Силу ньютоновского притяжения уравновешивает сила кулоновского отталкивания. Нужно определить радиусы капель, если расстояния между ними значительно превышает их линейные размеры.

Решение

Поскольку расстояние между каплями r значительно больше их линейных размеров, то капли можно принять за точечные заряды, и тогда сила кулоновского отталкивания будет равна:

Где е – положительный заряд капли масла, равный заряду электрона.

Силу ньютоновского притяжения можно выразить формулой:

Где m – масса капли, а γ – гравитационная постоянная. Согласно условию задачи F_к = F_н, поэтому:

Масса капли выражена через произведение плотности ρ на объем V, то есть m = ρV, а объем капли радиуса R равен V = (4/3)πR³, откуда получаем:

В данной формуле постоянные π, ε₀, γ известны; ε = 1; также известен и заряд электрона е = 1,6·10^-19 Кл и плотность масла ρ = 780 кг/м³ (справочные данные). Подставив числовые значения в формулу получим результат: R = 0,363·10^-7 м.

Что такое электрический заряд в каких единицах он измеряется

Простое объяснение понятия электрический заряд. Что это за величина, в чем она измеряется и как, собственно, ее измеряют.

В природе не все можно объяснить с точки зрения механики, МКТ и термодинамики, есть и электромагнитные явления, которые воздействуют на тело, при этом не зависят от их массы. Способность тел быть источником электромагнитных полей характеризуется физической скалярной величиной – электрическим зарядом. Его впервые вывели в законе Кулона в 1785 году, но обратили внимание на его существование еще до нашей эры. В этой статье мы простыми словами расскажем о том, что такое электрический заряд и как он измеряется. Содержание:

История открытий

Еще в древности было замечено, что если потереть янтарь о шелковую материю, то камень начнет притягивать к себе легкие предметы. Уильям Гильберт изучал эти опыты до конца XVI века. В отчете о проделанной работе предметы, которые могут притягивать другие тела, назвал наэлектризованными.

Следующие открытия в 1729 году сделал Шарль Дюфе, наблюдая за поведением тел при их трении об разные материи. Таким образом он доказал существование двух видов зарядов: первые образуются при трении смолы о шерсть, а вторые – при трении стекла о шелк. Следуя логике, он назвал их «смоляными» и «стеклянными». Бенджамин Франклин также исследовал этот вопрос и ввел понятия положительного и отрицательного заряда. На иллюстрации – Б. Франклин ловит молнию.

Шарлем Кулоном, портрет которого изображен ниже, был открыт закон, который впоследствии был назван Законом Кулона. Он описывал взаимодействие двух точечных зарядов. Также смог измерить величину и изобрел для этого крутильные весы, о которых мы расскажем позже.

И уже в начале прошлого века Роберт Милликен, в результате проведенных опытов, доказал их дискретность. Это значит, что заряд каждого тела равен целому кратному элементарного электрического заряда, а элементарным является электрон.

Теоретические сведения

Электрическим зарядом называется способность тел создавать электромагнитное поле. В физике раздел электростатики изучает взаимодействия неподвижных относительно выбранной инерциальной системы отчета зарядов.

В чем выражается взаимодействие

Электрические заряды притягиваются и отталкиваются друг от друга. Это похоже на взаимодействие магнитов. Всем знакомо, что если потереть линейку или шариковую ручку о волосы – она наэлектризуется. Если в этом состоянии поднести её к бумаге, то она прилипнет к наэлектризованному пластику. При электризации происходит перераспределение зарядов, так что на одной части тела их становится больше, а на другой меньше.

По этой же причине вас иногда бьёт током шерстяной свитер или другие люди, когда вы их касаетесь.

Вывод: электрические заряды с одним знаком стремятся друг к другу, а с разными – отталкиваются. Они перетекают с одного тела на другое, когда касаются друг друга.

Способы измерения

Существует ряд способов измерения электрического заряда, давайте рассмотрим некоторые из них. Измерительный прибор называется крутильными весами.

Весы Кулона – это крутильные весы его изобретения. Смысл заключается, в том, что в сосуде на кварцевой нити подвешена легкая штанга с двумя шариками на концах, и один неподвижный заряженный шарик. Вторым концом нить закреплена за колпак. Неподвижный шарик вынимается, для того чтобы сообщить ему заряд, после этого нужно установить его обратно в сосуд. После этого подвешенная на нити часть начнет движение. На сосуде нанесена проградуированная шкала. Принцип его действия отражен на видео.

Другой прибор для измерения электрического заряда – электроскоп. Он, как и предыдущие, представляет собой стеклянный сосуд с электродом, на котором закреплено два металлических листочка из фольги. Заряженное тело подносят к верхнему концу электрода, по которому заряд стекает на фольгу, в результате оба листочка окажутся одноименно заряженными и начнут отталкиваться. Величину заряда определяют по тому, насколько сильно они отклонятся.

Электрометр – еще один измерительный прибор. Состоит из металлического стержня и вращающейся стрелки. При прикосновении к электрометру заряженным телом, заряды стекают по стержню к стрелке, стрелка отклоняется и указывает на шкале определенную величину.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще одно полезное видео по теме:

Мы рассмотрели важную физическую величину. Учения о ней позволили значительно расширить знания об электричестве в целом. Вклад в науку и технику достаточно весомый, а область применения этих знаний связана и с медициной. Ионизаторы воздуха положительно воздействуют на организм человека: ускоряют процесс доставки кислорода из воздуха к клеткам. Примером такого прибора является люстра Чижевского. Теперь вы знаете, что такое электрический заряд и как его измеряют.

Материалы по теме:

• Как перевести ватты в киловатты
• Закон Джоуля-Ленца простыми словами
• Что такое статическое электричество

Нравится0)Не нравится0)

что это такое и как он измеряется, как сделать самому, Ремонт и Строительство

В природе не все можно объяснить с точки зрения механики, МКТ и термодинамики, есть и электромагнитные явления, которые воздействуют на тело, при этом не зависят от их массы. Способность тел быть источником электромагнитных полей характеризуется физической скалярной величиной – электрическим зарядом. Его впервые вывели в законе Кулона в 1785 году, но обратили внимание на его существование еще до нашей эры. В этой статье мы простыми словами расскажем о том, что такое электрический заряд и как он измеряется.

История открытий

Еще в древности было замечено, что если потереть янтарь о шелковую материю, то камень начнет притягивать к себе легкие предметы. Уильям Гильберт изучал эти опыты до конца XVI века. В отчете о проделанной работе предметы, которые могут притягивать другие тела, назвал наэлектризованными.

Следующие открытия в 1729 году сделал Шарль Дюфе, наблюдая за поведением тел при их трении об разные материи. Таким образом он доказал существование двух видов зарядов: первые образуются при трении смолы о шерсть, а вторые – при трении стекла о шелк. Следуя логике, он назвал их «смоляными» и «стеклянными». Бенджамин Франклин также исследовал этот вопрос и ввел понятия положительного и отрицательного заряда. На иллюстрации – Б. Франклин ловит молнию.

Шарлем Кулоном, портрет которого изображен ниже, был открыт закон, который впоследствии был назван Законом Кулона. Он описывал взаимодействие двух точечных зарядов. Также смог измерить величину и изобрел для этого крутильные весы, о которых мы расскажем позже.

И уже в начале прошлого века Роберт Милликен, в результате проведенных опытов, доказал их дискретность. Это значит, что заряд каждого тела равен целому кратному элементарного электрического заряда, а элементарным является электрон.

Теоретические сведения

Электрическим зарядом называется способность тел создавать электромагнитное поле. (-19) Кл

Позитрон – это противоположная величина электрону, также состоит из одного положительного элементарного заряда.

Кроме того, что он дискретен, квантуется или измеряется порциями, для него еще и справедлив Закон сохранения зарядов, который говорит о том, что в замкнутой системе могут возникать только одновременно заряды обоих знаков. Простым языком – алгебраическая (с учетом знаков) сумма зарядов частиц и тел, в замкнутой (изолированной) системе всегда остается неизменной. Он не изменяется со временем или при движении частицы, он постоянен в течение её времени жизни. Простейшие заряженные частицы условно сравнивают с электрическими зарядами.

Закон сохранения электрических зарядов впервые подтвердил Майкл Фарадей в 1843 году. Это один из фундаментальных законов физики.

Проводники, полупроводники и диэлектрики

В проводниках есть много свободных зарядов. Они свободно перемещаются по всему объему тела. В полупроводниках свободных носителей почти нет, но если передать телу небольшую энергию они образуются, в результате чего тело начинает проводить электрический ток, т. е. электрические заряды начинают движение. Диэлектриками называют вещества, где число свободных носителей минимально, поэтому ток через них протекать не может или может при определенных условиях, например, очень высокое напряжение.

В чем выражается взаимодействие

Электрические заряды притягиваются и отталкиваются друг от друга. Это похоже на взаимодействие магнитов. Всем знакомо, что если потереть линейку или шариковую ручку о волосы – она наэлектризуется. Если в этом состоянии поднести её к бумаге, то она прилипнет к наэлектризованному пластику. При электризации происходит перераспределение зарядов, так что на одной части тела их становится больше, а на другой меньше.

По этой же причине вас иногда бьёт током шерстяной свитер или другие люди, когда вы их касаетесь.

Вывод: электрические заряды с одним знаком стремятся друг к другу, а с разными – отталкиваются. Они перетекают с одного тела на другое, когда касаются друг друга.

Способы измерения

Существует ряд способов измерения электрического заряда, давайте рассмотрим некоторые из них. Измерительный прибор называется крутильными весами.

Весы Кулона – это крутильные весы его изобретения. Смысл заключается, в том, что в сосуде на кварцевой нити подвешена легкая штанга с двумя шариками на концах, и один неподвижный заряженный шарик. Вторым концом нить закреплена за колпак. Неподвижный шарик вынимается, для того чтобы сообщить ему заряд, после этого нужно установить его обратно в сосуд. После этого подвешенная на нити часть начнет движение. На сосуде нанесена проградуированная шкала. Принцип его действия отражен на видео.

Другой прибор для измерения электрического заряда – электроскоп. Он, как и предыдущие, представляет собой стеклянный сосуд с электродом, на котором закреплено два металлических листочка из фольги. Заряженное тело подносят к верхнему концу электрода, по которому заряд стекает на фольгу, в результате оба листочка окажутся одноименно заряженными и начнут отталкиваться. Величину заряда определяют по тому, насколько сильно они отклонятся.

Электрометр – еще один измерительный прибор. Состоит из металлического стержня и вращающейся стрелки. При прикосновении к электрометру заряженным телом, заряды стекают по стержню к стрелке, стрелка отклоняется и указывает на шкале определенную величину.

Напоследок рекомендуем просмотреть еще одно полезное видео по теме:

Мы рассмотрели важную физическую величину. Учения о ней позволили значительно расширить знания об электричестве в целом. Вклад в науку и технику достаточно весомый, а область применения этих знаний связана и с медициной. Ионизаторы воздуха положительно воздействуют на организм человека: ускоряют процесс доставки кислорода из воздуха к клеткам. Примером такого прибора является люстра Чижевского. Теперь вы знаете, что такое электрический заряд и как его измеряют.

Источник

Кулон электрический заряд физика величина формула сила

Кулон.

Кулон – единица измерения электрического заряда (количества электричества), а также потока электрической индукции (потока электрического смещения) в Международной системе единиц (СИ). Имеет русское обозначение – Кл и международное обозначение – C.

Кулон, как единица измерения

Применение кулона

Представление кулона в других единицах измерения – формулы

Кратные и дольные единицы кулона

Интересные примеры

Другие единицы измерения

Кулон, как единица измерения:

Кулон – единица измерения электрического заряда (количества электричества), а также потока электрической индукции (потока электрического смещения) в Международной системе единиц (СИ), названная в честь в честь французского физика и инженера Шарля Кулона.

Кулон как единица измерения имеет русское обозначение – Кл и международное обозначение – С.

1 кулон определяется как величина заряда, прошедшего через проводник при силе тока 1 ампер за время 1 секунду.

Кл = А · с.

1 Кл = 1 А · с = 1 / 3600 ампер-часа.

Заряд в один кулон очень велик. Если бы два носителя заряда (q1 = q2 = 1 Кл) расположили в вакууме на расстоянии 1 м, то они взаимодействовали бы с силой 9⋅10⁹ H, то есть с силой, с которой гравитация Земли притягивает предмет массой порядка 1 миллиона тонн.

Электрический заряд (количество электричества) представляет собой физическую скалярную величину. Носителями электрического заряда являются электрически заряженные элементарные частицы (электрон, позитрон, протон и пр.). Наименьшей по массе устойчивой в свободном состоянии частицей, имеющей один отрицательный элементарный электрический заряд, является электрон. Электрический заряд электрона неделим и равен -1,6021766208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл. Заряд протона также равен заряду электрона, но с противоположным знаком (знаком +) и равен +1,6021766208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл.

Таким образом, элементарный электрический заряд (с точностью до знака равный заряду электрона или протона) составляет вышеуказанную величину +/- 1,602176 6208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл.   Соответственно электрический заряд 6,24151⋅10¹⁸ электронов равен -1 Кл, а электрический заряд 6,24151⋅10¹⁸ протонов равен +1 Кл. При этом масса электрона составляет 9,10938356(11)⋅10⁻³¹ кг, а протона 1,672 621 923 69(51)⋅10⁻²⁷ кг.

Наименьшая по массе устойчивая в свободном состоянии античастица с положительным элементарным зарядом – позитрон, имеющая такой же электрический заряд, что и электрон, но со знаком +. Электрический заряд позитрона равен +1,6021766208(98)⋅10⁻¹⁹ Кл. Масса позитрона 9,10938356(11)⋅10⁻³¹кг.

В Международную систему единиц кулон введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, одновременно с принятием системы СИ в целом. В соответствии с правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы «кулон» пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной (Кл). Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях производных единиц, образованных с использованием кулона.

Применение кулона:

В кулонах измеряют электрический заряд (количество электричества), поток электрической индукции (поток электрического смещения).

Представление кулона в других единицах измерения – формулы:

Через основные и производные единицы системы СИ кулон выражается следующим образом:

Кл = А · с

где  Кл – кулон, А – ампер,  с – секунда.

Кратные и дольные единицы кулона:

Кратные и дольные единицы образуются с помощью стандартных приставок СИ.

Интересные примеры:

При прохождении одного кулона через вольтаметр, наполненный раствором азотносеребряной соли, выделяется на катоде этого вольтаметра количество серебра, равное 0,001118 г.

При прохождении одного кулона через вольтаметр, наполненный подкисленной водой, выделяется 0,174 см³ гремучего газа (при 0° и 760 мм давления).

Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Кулон

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

Похожие записи:

карта сайта

кулон электрический заряд физика величина формула
закон заряд сила взаимодействия формула виды законов коэффициент закона кулона можно записать в виде взаимодействие зарядов сила

Коэффициент востребованности 1 281

Основные электрические величины и единицы их измерения

Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.

Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.

Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.

Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c

В практике встречаются

1кА = 1000А

1мА = 0,001А

1мкА = 0,000001А

Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).

1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.

1В=1Вт/1А.

В практике встречаются

1кВ = 1000В

1мВ = 0,001В

Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.

1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.

Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:

R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l

где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.

Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.

Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.

I=U/R

Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.

Емкость измеряется в фарадах (1Ф).

1Ф = 1Кл/1В

1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.

В практике встречаются

1пФ = 0,000000000001Ф

1нФ = 0,000000001Ф

Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.

Индуктивность измеряется в генри.

1Гн = (В*с)/А

1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.

В практике встречаются

1мГн = 0, 001Гн

Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.

Электропроводность измеряется в сименсах.

1См = Ом^-1

Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями

Самое популярное

Я Вопросы к зачету по разделу «Электростатика»

1. Электрический заряд (определение, обозначение, ед. измерения)

{slide=Ответ}

Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Он определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

Единица измерения электрического заряда — Кл (кулон)

{/slide}

2. Закон сохранения электрического заряда (определение, формула)

{slide=Ответ}

Закон сохранения электрического заряда: в изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: 

q₁ + q₂ + q₃ + … +q_n = const 

{/slide}

3. Закон Кулона (определение, формула)

{slide=Ответ}

Закон Кулона: Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

, где k — коэффициент пропорциональности, равный

Тогда получаем:

{/slide}

4. Электрическое поле (определение)

{slide=Ответ}

Электрическое поле – это особая форма материи, которая существует независимо от нас и от наших знаний о нем, порождается электрическими зарядами и определяется по действию на электрические заряды.

Главное свойство электрического поля — действие на электрические заряды с некоторой силой.

{/slide}

5. Напряженность электрического поля (определение, обозначение, формула, ед. измерения)

{slide=Ответ}

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда.

или

Напряженность электрического поля – это векторная величина, численно равная силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, и направленная в сторону действия силы.

Напряженность обозначается буквой Е.

Единица напряженности электростатического поля в СИ — Н/Кл (ньютон на кулон)

1 Н/Кл = 1 В/м

{/slide}

6. Потенциал точки поля (определение, обозначение, формула, ед. измерения)

{slide=Ответ}

Потенциалом φ электрического поля — называют физическую величину, равную отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда.

Потенциал обозначается буквой φ.

Единица измерения потенциала — В (вольт)

{/slide}

7. Разность потенциалов (напряжение) (определение, обозначение, формула, ед. измерения)

{slide=Ответ}

Разность потенциалов φ₁ – φ₂   или напряжение между двумя точками поля численно равно работе сил поля по перемещению единичного заряда q между этими точками.

φ₁ – φ₂   = U = А / q

Разность потенциалов обозначается φ₁ – φ₂  , а напряжение обозначается U.

Единица измерения разности потенциалов (напряжения) — В (вольт)

{/slide}

8. Конденсатор (определение). Энергия заряженного конденсатора (формула).

{slide=Ответ}

Система проводников, электроемкость которой не зависит от внешних условий и от расположения окружающих тел, получила название конденсатора, а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками.

Простейший конденсатор – плоский конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика.

Энергия заряженного конденсатора равна работе внешних сил, которую необходимо затратить, чтобы зарядить конденсатор.

{/slide}

9. Электрическая емкость (определение, обозначение, формула, ед. измерения)

{slide=Ответ}

Электрическая емкость (электроемкость) —  это физическая величина, характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд.

Электроемкость обозначается C

 Единица измерения электроемкости — Ф (фарад)

{/slide}

Electric Charge — Определение, единица измерения, основные свойства и часто задаваемые вопросы

Ответ. Когда мы протираем волосы пластиковой расческой, а после этого, если мы подносим к ней маленькие кусочки бумаги, они начинают притягивать бумагу. Точно так же, когда янтарь натирают шелком, он также начинает притягивать кусочки бумаги. Эти притяжения и отталкивания развиваются в веществе, потому что оно приобретает некоторый заряд.

Электрический заряд может быть получен при трении одного нейтрального объекта другим нейтральным объектом.На два разных объекта создаются два разных вида зарядов. Один объект заряжается положительно, а другой — отрицательно.

(изображение скоро будет загружено)

Рассмотрим пример. Сначала нам нужно натереть пластиковый стержень мехом, а затем подвесить его горизонтально с помощью шелковой нити, как показано на схеме. Теперь, если мы натерем мехом другой пластиковый стержень и поднесем его к подвешенному стержню, мы заметим, что оба стержня отталкиваются друг от друга. Это связано с наличием аналогичной зарядки.

(изображение будет загружено в ближайшее время)

Теперь, если мы возьмем стеклянный стержень и протерем его шелком, а затем подвесим горизонтально, теперь мы протерем пластмассовый стержень мехом и поднесем его к подвешенному стержню, мы увидим что стержни притягиваются друг к другу. Это связано с наличием противоположного заряда.

В процессе трения появляются положительные и отрицательные заряды.

.

Электрический заряд — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Электрический заряд — это основное свойство электронов, протонов и других субатомных частиц. Электроны заряжены отрицательно, а протоны — положительно. Вещи, заряженные отрицательно, и предметы, заряженные положительно, притягивают (притягивают) друг друга. Это заставляет электроны и протоны слипаться, образуя атомы. Вещи с одинаковым зарядом отталкивают друг друга ( отталкивают друг друга).Это называется Закон о сборах . Его открыл Шарль-Огюстен де Кулон. Закон, который описывает, насколько сильно заряды притягивают и толкают друг друга, называется законом Кулона. ^[1]

Вещи с одинаковым количеством электронов и протонов нейтральны . Вещи, в которых электронов больше, чем протонов, заряжены отрицательно, а предметы, в которых электронов меньше, чем протонов, заряжены положительно. Вещи с одинаковым зарядом отталкивают друг друга. Вещи с разными зарядами привлекают друг друга.Если возможно, тот, у которого слишком много электронов, даст достаточно электронов, чтобы соответствовать количеству протонов в том, у которого слишком много протонов для его нагрузки электронов. Если электронов достаточно, чтобы соответствовать дополнительным протонам, то эти две вещи больше не будут притягивать друг друга. Когда электроны перемещаются из места, где их слишком много, в место, где их слишком мало, это называется электрическим током.

Когда человек шаркает ногами по ковру, а затем касается латунной дверной ручки, он может получить удар электрическим током.Если есть достаточно дополнительных электронов, то силы, с которой эти электроны отталкивают друг друга, может быть достаточно, чтобы заставить некоторые электроны прыгнуть через зазор между человеком и дверной ручкой. Длина искры является мерой напряжения или «электрического давления». Количество электронов, которые перемещаются из одного места в другое за единицу времени, измеренное как сила тока или «скорость потока электронов».

Если человек получает положительный или отрицательный заряд, это может заставить его волосы встать дыбом, потому что заряды в каждом волосе отталкивают их от других.

Электрический заряд, ощущаемый при ударе дверной ручкой или другим предметом, обычно составляет от 25 до 30 тысяч вольт. Однако электрический ток протекает недолго, поэтому поток электронов через тело человека не причиняет физического вреда. С другой стороны, когда облака приобретают электрические заряды, они имеют еще более высокое напряжение, а сила тока (количество электронов, которые будут течь при ударе молнии) может быть очень высокой. Это означает, что электроны могут прыгать с облака на землю (или с земли на облако).Если эти электроны проходят через человека, поражение электрическим током может вызвать ожог или смерть.

Следующий эксперимент описан Джеймсом Клерком Максвеллом в его работе «Трактат об электричестве и магнетизме » (1873 г.). Обычно стекло и смола заряжены нейтрально. Однако, если их потереть друг о друга, а затем разделить, они смогут притягиваться друг к другу.

Если протереть второй кусок стекла вторым куском смолы, можно будет увидеть следующее:

1. Два куска стекла отталкиваются друг от друга.
2. Каждый кусок стекла притягивает каждый кусок смолы.
3. Два куска смолы отталкиваются друг от друга.

Если соединить заряженный и незаряженный предметы, притяжение будет очень слабым.

Тела, которые способны притягивать или отталкивать предметы таким образом, называются «наэлектризованными» или «заряженными электричеством». Когда два разных вещества трутся друг о друга, возникает электрический заряд, потому что одно из них отдает электроны другому.Причина в том, что атомы в двух веществах обладают неодинаковой способностью притягивать электроны. Таким образом, тот, кто более способен притягивать электроны, будет забирать электроны у того, у которого сила притяжения ниже. Если стекло трется о что-то еще, оно может отдавать или принимать электроны. Что произойдет, зависит от другого.

Вещи, которые забрали электроны, называются «отрицательно заряженными», а вещи, которые потеряли электроны, называются «положительно заряженными». Для этих имен нет особого смысла.Это просто произвольное (случайный выбор) соглашение (соглашение).

Помимо того, что тела наэлектризованы трением, тела могут быть наэлектризованы многими другими способами.

1. ↑ Перселл, Эдвард М. и Дэвид Дж. Морин 2013. Электричество и магнетизм . 3-е изд., Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-01402-2

.

Unit of Electric Charge — знайте все о заряде

• • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
  • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
    • BNAT
    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
    • Класс 110003 CBSE
      • Книги NCERT
        • Книги NCERT для класса 5
        • Книги NCERT, класс 6
        • Книги NCERT для класса 7
        • Книги NCERT для класса 8
        • Книги NCERT для класса 9
        • Книги NCERT для класса 10
        • NCERT Книги для класса 11
        • NCERT Книги для класса 12
      • NCERT Exemplar
        • NCERT Exemplar Class 8
        • NCERT Exemplar Class 9
        • NCERT Exemplar Class 10
        • NCERT Exemplar Class 11

        9plar

      • RS Aggarwal
        • RS Aggarwal Решения класса 12
        • RS Aggarwal Class 11 Solutions
        • RS Aggarwal Решения класса 10
        • Решения RS Aggarwal класса 9
        • Решения RS Aggarwal класса 8
        • Решения RS Aggarwal класса 7
        • Решения RS Aggarwal класса 6
      • RD Sharma
        • RD Sharma Class 6 Решения
        • RD Sharma Class 7 Решения
        • Решения RD Sharma Class 8
        • Решения RD Sharma Class 9
        • Решения RD Sharma Class 10
        • Решения RD Sharma Class 11
        • Решения RD Sharma Class 12
      • PHYSICS
        • Механика
        • Оптика
        • Термодинамика
        • Электромагнетизм
      • ХИМИЯ
        • Органическая химия
        • Неорганическая химия
        • Периодическая таблица
      • MATHS
        • Статистика
        • Числа
        • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
        • Взаимосвязи и функции
        • Последовательности и серии
        • Таблицы умножения
        • Детерминанты и матрицы
        • Прибыль и убыток
        • Полиномиальные уравнения
        • Разделение фракций
      • Microology
  • FORMULAS
    • Математические формулы
    • Алгебраические формулы
    • Тригонометрические формулы
    • Геометрические формулы
  • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
    • Математические калькуляторы
    • 000E
    • 000
    • 000
    • 000 Калькуляторы
    • 000 Образцы документов для класса 6
    • Образцы документов CBSE для класса 7
    • Образцы документов CBSE для класса 8
    • Образцы документов CBSE для класса 9
    • Образцы документов CBSE для класса 10
    • Образцы документов CBSE для класса 1 1
    • Образцы документов CBSE для класса 12
  • Вопросники предыдущего года CBSE
    • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
    • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
  • HC Verma Solutions
    • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
    • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
  • Решения Лакмира Сингха
    • Решения Лакмира Сингха класса 9
    • Решения Лахмира Сингха класса 10
    • Решения Лакмира Сингха класса 8

  9000 Класс

9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE

Примечания

9000 JEE 9000 JEE 9000 Advanced

.

электрического заряда | Свойства, примеры, единицы измерения и факты

Электрический заряд , основное свойство материи, переносимой некоторыми элементарными частицами, которое определяет, как на частицы влияет электрическое или магнитное поле. Электрический заряд, который может быть положительным или отрицательным, возникает в дискретных природных единицах и не создается и не разрушается.

Подробнее по этой теме

гроза: электрификация грозы

В пределах одной грозы есть восходящие и нисходящие потоки, а также различные частицы облаков и осадки.Измерения показывают, что …

Электрические заряды бывают двух основных типов: положительные и отрицательные. Два объекта, у которых есть избыток заряда одного типа, оказывают друг на друга силу отталкивания, когда находятся относительно близко друг к другу. Два объекта, которые имеют избыточные противоположные заряды, один положительно заряженный, а другой отрицательно заряженный, притягиваются друг к другу, когда они относительно близко. ( См. Кулоновская сила.)

Многие фундаментальные, или субатомные, частицы материи обладают свойством электрического заряда.Например, электроны имеют отрицательный заряд, а протоны имеют положительный заряд, а нейтроны имеют нулевой заряд. Экспериментально установлено, что отрицательный заряд каждого электрона имеет одинаковую величину, которая также равна положительному заряду каждого протона. Таким образом, заряд существует в естественных единицах, равных заряду электрона или протона, фундаментальной физической постоянной. Прямое и убедительное измерение заряда электрона как естественной единицы электрического заряда было впервые выполнено (1909 г.) в эксперименте Милликена с каплей масла.Атомы вещества электрически нейтральны, потому что их ядра содержат столько же протонов, сколько электронов, окружающих ядра. Электрический ток и заряженные объекты предполагают разделение части отрицательного заряда нейтральных атомов. Ток в металлических проводах состоит из дрейфа электронов, из которых один или два от каждого атома связаны более слабо, чем остальные. Некоторые атомы в поверхностном слое стеклянного стержня, положительно заряженные при протирании его шелковой тканью, потеряли электроны, оставив чистый положительный заряд из-за ненейтрализованных протонов их ядер.Отрицательно заряженный объект имеет избыток электронов на поверхности.

Милликен, эксперимент с каплей масла

Между 1909 и 1910 годами американский физик Роберт Милликен провел серию экспериментов с каплями масла. Сравнивая приложенную электрическую силу с изменениями в движении масляных капель, он смог определить электрический заряд на каждой капле. Он обнаружил, что все капли имеют заряды, кратные одному числу — фундаментальному заряду электрона.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Электрический заряд сохраняется: в любой изолированной системе, в любой химической или ядерной реакции чистый электрический заряд постоянен. Алгебраическая сумма основных зарядов остается прежней. ( См. Сохранение заряда .)

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня

Единицей электрического заряда в системах метр – килограмм – секунда и системе СИ является кулон и определяется как количество электрического заряда, протекающего через поперечное сечение проводника в электрической цепи в течение каждой секунды, когда ток имеет значение одного ампера.Один кулон состоит из 6,24 × 10 ¹⁸ естественных единиц электрического заряда, таких как отдельные электроны или протоны. По определению ампера, сам электрон имеет отрицательный заряд 1,602176634 × 10 ⁻¹⁹ кулон.

Электрохимическая единица заряда, фарадей, полезна при описании реакций электролиза, например, при нанесении металлического гальванического покрытия. Один фарадей равен 96485,332123 кулонам, заряду моля электронов (то есть числу Авогадро, 6.02214076 × 10 ²³ , электронов).

.

Электричество и электрификация — объяснение

• • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
  • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
    • BNAT
    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
    • Класс 110003 CBSE
      • Книги NCERT
        • Книги NCERT для класса 5
        • Книги NCERT, класс 6
        • Книги NCERT для класса 7
        • Книги NCERT для класса 8
        • Книги NCERT для класса 9
        • Книги NCERT для класса 10
        • NCERT Книги для класса 11
        • NCERT Книги для класса 12
      • NCERT Exemplar
        • NCERT Exemplar Class 8
        • NCERT Exemplar Class 9
        • NCERT Exemplar Class 10
        • NCERT Exemplar Class 11

        9plar

      • RS Aggarwal
        • RS Aggarwal Решения класса 12
        • RS Aggarwal Class 11 Solutions
        • RS Aggarwal Решения класса 10
        • Решения RS Aggarwal класса 9
        • Решения RS Aggarwal класса 8
        • Решения RS Aggarwal класса 7
        • Решения RS Aggarwal класса 6
      • RD Sharma
        • RD Sharma Class 6 Решения
        • RD Sharma Class 7 Решения
        • Решения RD Sharma Class 8
        • Решения RD Sharma Class 9
        • Решения RD Sharma Class 10
        • Решения RD Sharma Class 11
        • Решения RD Sharma Class 12
      • PHYSICS
        • Механика
        • Оптика
        • Термодинамика
        • Электромагнетизм
      • ХИМИЯ
        • Органическая химия
        • Неорганическая химия
        • Периодическая таблица
      • MATHS
        • Статистика
        • Числа
        • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
        • Взаимосвязи и функции
        • Последовательности и серии
        • Таблицы умножения
        • Детерминанты и матрицы
        • Прибыль и убыток
        • Полиномиальные уравнения
        • Разделение фракций
      • Microology
  • FORMULAS
    • Математические формулы
    • Алгебраические формулы
    • Тригонометрические формулы
    • Геометрические формулы
  • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
    • Математические калькуляторы
    • 000E
    • 000
    • 000
    • 000 Калькуляторы
    • 000 Образцы документов для класса 6
    • Образцы документов CBSE для класса 7
    • Образцы документов CBSE для класса 8
    • Образцы документов CBSE для класса 9
    • Образцы документов CBSE для класса 10
    • Образцы документов CBSE для класса 1 1
    • Образцы документов CBSE для класса 12
  • Вопросники предыдущего года CBSE
    • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
    • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
  • HC Verma Solutions
    • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
    • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
  • Решения Лакмира Сингха
    • Решения Лакмира Сингха класса 9
    • Решения Лахмира Сингха класса 10
    • Решения Лакмира Сингха класса 8

  9000 Класс

9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE

Примечания

9000 JEE 9000 JEE 9000 Advanced

.

Электрический заряд (Q)

Что такое электрический заряд?

Электрический заряд генерирует электрическое поле. Электрический заряд влияет на другие электрические заряды с электрической силой и под влиянием другого заряжается с той же силой в противоположном направлении.

Есть 2 вида электрического заряда:

Положительный заряд (+)

Положительный заряд имеет больше протонов, чем электронов (Np> Ne).

Положительный заряд обозначается знаком плюс (+).

Положительный заряд притягивает другие отрицательные заряды и отталкивает другие положительные заряды.

Положительный заряд притягивается другим отрицательным заряды и отражаются другими положительными зарядами.

Отрицательный заряд (-)

Отрицательный заряд содержит больше электронов, чем протонов (Ne> Np).

Отрицательный заряд обозначается знаком минус (-).

Отрицательный заряд притягивает другие положительные заряды и отталкивает другие отрицательные заряды.

Отрицательный заряд притягивается другим положительным заряды и отражаются другими отрицательными зарядами.

Направление электрической силы (F) в зависимости от типа заряда

Заряд элементарных частиц

Частица	Заряд (К)	Заряд (е)
Электрон	1. 602 × 10 -19 С	— e
Протон	1.602 × 10 -19 С	+ е
Нейтрон	0 С	0

Кулон

Электрический заряд измеряется в кулонах [C].

Один кулон имеет заряд 6,242 × 10 ¹⁸ электроны:

1C = 6,242 × 10 ¹⁸ e

Электрический заряд расчет

Когда электрический ток течет в течение определенного времени, мы можем рассчитать сбор:

Постоянный ток

Q = I ⋅ т

Q — электрический заряд, измеренный в кулоны [C].

I — ток в амперах. [А].

t — период времени, измеряемый в секунды [с].

Кратковременный ток

Q — электрический заряд, измеренный в кулоны [C].

i ( t ) — мгновенный ток, измеряется в амперах [A].

t — период времени, измеряемый в секунды [с].

См. Также

.

Элеком37, Электрический заряд и его свойства, физика.

Электрический заряд и его свойства.

Электрический заряд это физическая величина, характеризующая способность частиц или тел вступать в электромагнитные взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q. В системе СИ электрический заряд измеряется в Кулонах (Кл).
Свободный заряд в 1 Кл – это гигантская величина заряда, практически не встречающаяся в природе. Как правило, Вам придется иметь дело с микрокулонами (1 мкКл = 10–6 Кл), нанокулонами (1 нКл = 10–9 Кл) и пикокулонами (1 пКл = 10–12 Кл).

Электрический заряд обладает следующими свойствами:.

3. Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.

e = 1,602177·10–19 Кл ≈ 1,6·10–19 Кл.

Электрический заряд любого тела всегда кратен элементарному заряду:

где: N – целое число. Обратите внимание, невозможно существование заряда, равного 0,5е; 1,7е; 22,7е и так далее. Физические величины, которые могут принимать только дискретный (не непрерывный) ряд значений, называются квантованными.
Элементарный заряд e является квантом (наименьшей порцией) электрического заряда.

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака. Из закона сохранения заряда так же следует, если два тела одного размера и формы, обладающие зарядами q1 и q2
(совершенно не важно какого знака заряды), привести в соприкосновение, а затем обратно развести, то заряд каждого из тел станет равным:

С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны.
Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному (то есть минимально возможному) заряду e.

В нейтральном атоме число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке. Это число называется атомным номером. Атом данного вещества может потерять один или несколько электронов, или приобрести лишний электрон. В этих случаях нейтральный атом превращается в положительно или
отрицательно заряженный ион. Обратите внимание, что положительные протоны входят в состав ядра атома, поэтому их число может изменяться только при ядерных реакциях.
Очевидно, что при электризации тел ядерных реакций не происходит.

Поэтому в любых электрических явлениях число протонов не меняется, изменяется только число электронов. Так, сообщение телу отрицательного заряда означает передачу ему лишних электронов. А сообщение положительного заряда, вопреки частой ошибке, означает не добавление протонов, а отнимание электронов.
Заряд может передаваться от одного тела к другому только порциями, содержащими целое число электронов.

Иногда в задачах электрический заряд распределен по некоторому телу. Для описания этого распределения вводятся следующие величины:

1. Линейная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по нити:

где: L – длина нити. Измеряется в Кл/м.

2. Поверхностная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по поверхности тела:

где: S – площадь поверхности тела. Измеряется в Кл/м2.

3. Объемная плотность заряда. Используется для описания распределения заряда по объему тела:

где: V – объем тела. Измеряется в Кл/м3.

Обратите внимание на то, что масса электрона равна:

me = 9,11∙10–31 кг.

Приборы для измерения и обнаружения электрического заряда. — МегаЛекции

Урок 18. Электростатика. Свойства электрических зарядов. Приборы для измерения электрического заряда.

Электростатика изучает неподвижные заряды.

Электризация– процесс, в результате которого тело приобретает электрический заряд.

Электрический заряд q (Кл) — количественная мера взаимодействия заряженных тел является. Заряд скалярная величина.

Основные свойства электрических зарядов:

· Двойственность.

· Сохранение

· Квантование

· Аддитивность

· Инвариантность к разным системам отсчета.

Отметим, что способностью к электризации при натирании друг об друга обладают разные вещества. Например, эбонит электризуется при трении о мех, а стекло при трении о шелк. Электрический заряд, который получает стеклянная палочка при трении о шелк называют положительным. Электрический заряд, который получает эбонитовая палочка при трении о мех называют отрицательным.

Двойственностьэлектрических зарядов состоит в том, что в природе существуют заряды двух знаков: положительные и отрицательные.

Чтобы дать объяснение электрическим явлениям необходимо рассмотреть строение атома.

Наименьшая частица вещества –атом состоит из отрицательно заряженной электронной оболочки и положительно заряженного ядра, которое в свою очередь, состоит из протонов и нейтронов. Число отрицательно заряженных электронов в электронной оболочке равно числу положительно заряженных протонов в ядре атома, поэтому атом электрически нейтрален.

Если атом лишится части электронов, то превратиться в положительно заряженный ион, а если к нему добавятся лишние электроны – то в отрицательный ион.

Замечание: В процессе электризации от одного тела к другому переходить могут только электроны! Протоны не могут.

Заряд электрона e равен по модулю заряду протона и называется элементарным зарядом.

Замечание: Заряженные тела притягивают к себе нейтральные тела и тела с противоположным знаком. Отталкивание наблюдается только между одноименно заряженными телами.

Закон сохранения зарядов

Общий заряд замкнутой системы сохраняется при всех изменениях внутри системы.

Квантованиезарядов состоит в том, что любой заряд содержит в себе целое число элементарных зарядов :

Аддитивность зарядов состоит в том, что заряд системы тел равен алгебраической сумме зарядов, составляющих эту систему.

Инвариантностьзарядов к разным системам отсчета состоит в том, что заряд тела не зависит от скорости его движения.

Свободные заряды – это заряды способные перемещаться по всему заряженному телу под действием электрического поля.

Связанные заряды – это заряды, которые могут лишь смещаться внутри молекулы или атома, но не способны перемещаться по всему телу под действием электрического поля.

Приборы для измерения и обнаружения электрического заряда.

Электроскоп – это прибор для обнаружения электрических зарядов. Электроскоп состоит из металлического стержня, к которому подвешены две полоски бумаги или алюминиевой фольги. Стержень укреплен при помощи эбонитовой пробки внутри металлического корпуса цилиндрической формы, закрытого стеклянными крышками.

Устройство электроскопа основано на явлении электрического отталкивания заряженных тел. При соприкосновении заряженного тела, например, натертой стеклянной палочки, со стержнем электроскопа электрические заряды распределяются по стержню и листочкам. Так как одноименно заряженные тела отталкиваются, то под действием силы отталкивания листочки электроскопа разойдутся на некоторый угол. Причем чем больше величина заряда электроскопа, тем больше сила отталкивания листочков и тем на больший угол они разойдутся. Следовательно, по углу расхождения листочков электроскопа можно судить о
величине заряда, находящегося на электроскопе.

Если к заряженному электроскопу поднести тело, заряженное противоположным знаком, например, отрицательно, то угол между его листочками начнет уменьшаться. Следовательно, электроскоп позволяет определить знак заряда наэлектризованного тела.

Для обнаружения и измерения электрических зарядов применяется также электрометр. Его принцип действия существенно не отличается от электроскопа. Основной частью электрометра является легкая алюминиевая стрелка, которая может вращаться вокруг вертикальной оси. По углу отклонения стрелки электрометра можно судить о величине заряда, переданного стержню электрометра.

Проградуированным прибором можно определять значения электрического заряда.

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Электрический заряд единица измерения — Энциклопедия по машиностроению XXL

Новым государственным стандартом установлена также единица измерений экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучений. Под экспозиционной дозой этих излучений понимается отнесенная к некоторой массе воздуха А. пг сумма электрических зарядов всех ионов одного знака, образо-  [c.99]

Способность элемента системы накапливать тепло характеризуется произведением массы элемента на его удельную теплоемкость и обычно измеряется в килокалориях, деленных на градус Цельсия. Способность элемента накапливать массу может быть выражена при помощи различных единиц измерения, например в кубических метрах жидкости на метр высоты резервуара и т. д. Подобные емкости аналогичны электрическим емкостям, однако следует подчеркнуть, что их величина определяется скоростью измерения энергии или массы [см. уравнение (3-1)], в то время как величина электрической емкости обычно определяется отношением величины полного заряда к напряжению. Величина электрической емкости обычно не зависит от напряжения. Величины емкостей, аккумулирующих тепло либо массу, часто зависят от 0 и не могут быть подсчитаны по величине отношения Q/Q.  [c.37]

Емкостью называется свойство проводников накапливать и удерживать электрический заряд. Емкость проводников обозначается буквой С. Единицей измерения емкости принята фарада, обозначаемая буквами Ф или Р мкф и[c.35]

Если единица измерения заряда е — кулон, концентрация электронов п 1м и подвижность Ь м в сек, то удельная электрическая проводимость у будет в um M Эти формулы приме-  [c.38]

Для характеристики рентгеновского и гамма-излучения принято также понятие экспозиционной дозы, как количественная характеристика, основанная на ионизирующем действии этих излучений в сухом атмосферном воздухе, а характеристика выражается отношением суммарного электрического заряда ионов одного знака, образованного излучением, поглощенным в воздухе, к массе этого воздуха. За единицу измерения экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг). Допускается также применение внесистемной единицы рентген 1Р = 2,57976-10″ Кл/кг. Экспозиционная доза в 1Р создает при нормальных условиях в 1 см ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (2,08-10 пар ионов). Поглощенная энергия в воздухе, соответствующая экспозиционной дозе 1Р, будет равна 0,88-10 Дж/кг.  [c.80]

Для характеристики электрической цепи одной из основных величин является напряжение и — скалярная величина, равная работе, которая производится при перемещении единицы положительного электричества (одного кулона) между двумя точками цепи и = А/д. Единицей измерения напряжения служит вольт. Это напряжение между двумя точками цепи, когда при перемещении заряда в один кулон совершается работа в один джоуль.  [c.288]

Тенденция капиллярной силы всегда направлена в сторону восстановления сферической фигуры равновесия. Электризуя каплю, мы можем ввести силу, действующую в противоположном направлении. Можно показать 2), что если Я есть электрический заряд, измеренный в электростатических единицах, то формула, соответствующая (9), будет иметь вид  [c.362]

Основные понятия и единицы измерений. Электрический ток представляет собой перемещение по проводнику электрических зарядов. При протекании тока через металлический проводник носителями заряда являются электроны. Электрон представляет собой первичное, предельно малое количество электричества с отрицательным зарядом. За единицу количества электричества или электрического заряда в практической системе единиц принят 1 кулон, соответствующий по заряду 6,3.10 электронов.  [c.179]

Свойство проводника, которое характеризует его способность хранить электрический заряд, называют ёмкостью и обозначают буквой С, единица измерения фарада (Ф). Единица измерения фарада названа в честь английского учёного Майкла Фарадея, который в 1821 году сконструировал первый электрический мотор.  [c.335]

При измерении электрического заряда Q в кулонах поток электрического смещения фд измеряется в тех же единицах.  [c.69]

Коэфф. пропорциональности к зависит от выбора системы ед. измерений (в Гаусса системе единиц к=, в СИ й=1/4 Я8о, Ео— электрическая постоянная). Сила Р направлена по прямой, соединяющей заряды, и соответствует притяжению для разноимённых зарядов и отталкиванию для одноимённых. Если взаимодействующие заряды находятся в однородном диэлектрике с диэлектрической проницаемостью 8, то сила вз-ствия уменьшается в е раз  [c.334]

История физики показывает, что точные опыты, измерения приводят к открытию новых физических явлений, новых физических постоянных. Так, эксперименты Дж. Томсона (1897) по отклонению катодных лучей в электрическом и магнитном полях привели к открытию им первой элементарной частицы— элскгро-на. В физике появились две новые фундаментальные постоянные—элементарный электрический заряд е и масса электрона Эти же данные разру1пили бытовавшее еще со времен Древней Греции представление о том, что атомы представляют собой мельчайшие, не делимые далее структурные единицы материи. Постоянная Планка h обязана своим рождением точным измере-  [c.29]

Принципиально так же можно измерять силы, обусловленные действием полей (гравитационного, электрического и магнитного). Например, общеизвестный метод взвешивания тел на пружинных весах позволяет измерить притяжения этих тел Землей (правда, только приближенно, так как Земля, на которой покоится тело при взвешивании, движется относительйо выбранной неподвижной системы координат и это несколько искажает результаты измерений). Точно так же при помощи динамометров можно измерять силы взаимодействия между неподвижными электрическими зарядами, прикрепив к двум заряженным телам динамометры и подобрав растяжение динамометров так, чтобы тела покоились. Эти же измерения позволяют определять величину зарядов (по силам взаимодействия зарядов) и установить единицу электрического заряда в системе GSE. Наконец, при помощи динамометров можно измерять силы взаимодействия между электрическими токами, текущими в жестких отрезках проводов. Для этого нужно прикрепить динамометры к жестким отрезкам проводов  [c.76]

Если в пространстве за анодом, на пути электронного луча, существует электрическое или магнитное поле, или и то и другое одновременно, то на электроны луча будет действовать сила Лорентца. Зная напряженности этих полей — электрического Е и магнитного Н — и скорость электронов, мы можем определить силу Лорентца, действующую на единицу заряда. Для того чтобы определить силу Лорентца, действующую на электрон, нужно знать величину его заряда. Принципиально заряд электрона может быть измерен, как и всякий электрический заряд, при помощи динамометров, как описано выше. Однако вследствие малости заряда электрона приходится применять специальные методы измерения, описывать которые здесь было бы нецелесообразно. Измеренный с помощью этих методов заряд электрона оказался равным 4,8-Ю GSE. Вместе с тем опытные факты говорят о том, что эта величина заряда электрона при всех условиях остается неизменной.  [c.87]

Из многочисленных экспериментальных исследований известно, что средний диаметр атома равен 10 см, масса и положительный электрический заряд сосредоточены в ядре диаметром около 10″ см. Обычный атом электрически нейтралей, каждому положительному электрическому заряду, заключенному в протоне, находящемся в ядре, соответствует отрицательный заряд—электрон, находящийся вне ядра. Химические свойства атома определяются числом электронов и, следовательно, протонов. При химической реакции число электронов, связанных с атомом, обычно может меняться если же изменится число протонов (и это может иметь место ), то должны измениться и свойства. Число протонов ядра равно его атомному номеру. Другой физической характеристикой ядра является его масса. Для измерения массы принята система единиц, в которой масса атома углерода равна точно 12 единицам. Атомная единица массы (а. е. м.) определяется как V12 массы изотопа углерода, 1 а. е. м. = 1,6598-10 2 кг, В этой системе масса атома водорода, состоящего из одного протона и одного электрона, очень близка к 1 а. е. м. Масса электрона равна V2000 массы протона, и поэтому его масса в атомных единицах массы равна 0. Протоны и электроны еще не составляют массу ядра. Большая ее часть  [c.159]

Выше ( 1.3) говорилось об условности выбора величин, которые мы Принимаем за основные. Можно при этом, исходя из метрологических соображений точности и воспроизводимости измерений, считать основными одни велшшны, а при построении систем единиц — другие. Эта идея впервые была высказана проф. П.Л. Каланта-ровым, который для описания электрических и электромагнитных явлений предложил систему, в которой основными величинами бьши длина, время, электрический заряд и магнитный поток.  [c.51]

Система СГС охватьшала механические, электрические и магнитные измерения, причем произошло ее разделение на злектростатическую (СГСЭ) и злектромагнитную (СГСМ) системы. В первой за основу принималось взаимодействие электрических зарядов, а во второй -взаимодействие магнитных масс . Впоследствии оказалось целесообразным принять такой вариант системы, в котором величины, относящиеся к электростатическим явлениям, и величины, связанные с прохождением тока (сила тока, сопротивление), измеряются электростатическими единицами, а относящиеся к магнитным явлениям — электромагнитными. Эта система получила название Симметричной, или гауссовой, системы и обозначает СГС.  [c.53]

Укажем, что для измерения электрического заряда ак-хумуляторов (неудачное, но весьма распространенное название емкость аккумуляторов ) применяется единица ампер-час 1 А-ч = 3600 Кл.  [c.213]

После открытия электрона было естественно предположить, что электролитическая единица электричества — минимальное количество электричества, переносимого в процессе электролиза, — равна заряду электрона. Исходя из такого предположения и сравнивая полученное при изучении процесса электролиза отношение электролитической единицы электрического заряда к массе атомов с измеренным значением е/ш для электрона, Томсон нришел к заключению, что электроны в тысячи раз легче атомов.  [c.15]

И о в е р X п о с т н а я плотность электрического заряда — количество электричества, приходящееся на едяннцу площади поверхности заряженного тела единица измерения к м .  [c.115]

Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучений — доза излучения, при которой соп])яженная корпускулярная эмиссия на един1щу массы пли единицу объема сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие электрический заряд каждого знака. Единицы измерения кулон па килограмм (к/кг) в системах СИ и М КСА п внесистемная единица рентген >).  [c.123]

Источник электрической энергии производит определенную работу по перемещению электрических зарядов в замкнутой цепи. Работа, соверщаемая источником электрической энергии при перемещении единицы положительного электричества в замкнутой электрической цепи, называется электродвижущей силой источника (ЭДС). Электродвижущая сила источника Е является причиной, поддерживающей разность электрических потенциалов (напряжение) на его зажимах. ЭДС источника вызывает электрический ток в замкнутой цепи, преодолевая ее внешнее и внутреннее сопротивление. Электродвижущая сила источника электроэнергии является одной из важнейших характеристик его. Единицей измерения ЭДС служит волы (В).  [c.4]

ФАРАДА ((/), F) — единица измерения электрической емкости и МКСА систе.ме единиц и Междуна,-родной системе единиц. 1 Ф. равна электрической емкости пролодиика, потенциал к-рого повышается па 1 в при передаче ему электрического заряда в 1 к. Размер и размерность 1 56 = (1 к) (I а), [[c.292]

Много труда было потрачено на то, чтобы установить, за счет каких взаимодействий происходит нарушение СР. Из сравнения интенсивностей процессов (7.188) и (7.189) возникает подозрение, что в них нарушается правило 1АГ = /г (см. п, 6), потому что спин каона равен половине, а в двухпионной системе, получающейся при распаде, велика доля состояния с Т = 2. Поэтому похоже, что вызывающее этот распад взаимодействие не является чисто слабым. Многие склоняются к тому, что за нарушение СР ответственны электромагнитные взаимодействия. Но и здесь есть трудность, состоящая в том, что такое нарушение привело бы к существованию электрического дипольного момента у нейтрона. Между тем тщательные измерения показали, что с точностью до 10 см (в единицах элементарного заряда) этот момент равен нулю. Так что вопрос  [c.414]

Сопротивление (/ , г) — свойство тел препятствовать движению зарядов под действием электрического поля. Практическая единица сопротивления — ом—есть сопротивление проводника, по которому протекает ток в а при приложении к его концам напряжения в 1 в. Сопротивлением в 1 ом обладает при О С столб ртути постоянного сечения длиной 106,3 см, имеющий массу 14,4521 г. Для измерения больших сопротивлений употребляются килоом, равный 1 ком = 10 ом, и мегом, равный 1 мгом = 10 ом.  [c.513]

Как сказано было выше, электростатика и магнитостатика излагались независимо друг от друга. За ними обычно шли законы постоянного тока, и лишь в конце появлялись магнитное действие тока (обычно в виде действия на магнитную стрелку), электромагнитная индукция и т.д. Такой порядок изложения создавал трудности для понимания существа явлений, приводил к путанице основных понятий. В особенности это проявлялось в вопросе о системах единиц. Построенные независимо друг от друга, единицы электрических и магнитных величин образовывали две группы, обе находящиеся в рамках системы СГС. Эти группы не вступали бы друг с другом в противоречие, если бы не существовало магнитного поля тока. Благодаря наличию последнего сила тока входит не только в определяющее соотношение (7.2), но и в выражения для действия тока на магнитную стрелку или для взаимодействия токов. Поскольку в этих выражениях для всех остальных величин существовали ранее установленные единицы СГС, то определялась единица силы тока, отличная от единицы, основанной на формуле (7.2), при измерении заряда электростатическими единицами. Таким образом возникли две СГС системы электрических и магнитных величин — электростатическая (СГСЭ) и электромагнитная (СГСМ), о построении которых сказано будет ниже.  [c.185]

Измерение заряда | Keysight

1. Измерение электрического заряда

Измерение количества электрического заряда является основным измерением, хотя оно не широко используется в качестве измерения напряжения, тока и т. Д. Оно часто используется в том случае, если включено измерение других параметров путем измерения количества электрического заряда.

1.

1 Измерение электрического заряда

Счетчики, называемые кулонами и усилители заряда, продаются как приборы для измерения электрического заряда.Счетчики с функцией измерения минутного электрического тока и электрического заряда часто называют электрометром.

Примеры единиц измерения количества электрического заряда: электростатический разряд, порошок и т. Д.

Электростатический разряд является причиной отказа электронных компонентов, и, следовательно, он измеряется для оценки количества электрического заряда электрического разряда.

Клетка Фарадея и кулоновский измеритель часто используются при измерении электростатического заряда порошка.(См. Рис.-1). Обычно в клетку Фарадея добавляют электростатически заряженный порошок и измеряют приходящий в это время электрический заряд кулоновским измерителем или электрометром. Измерение совокупности этих электрических зарядов является основным, и временные колебания не рассматриваются как проблема.

Мы также можем получить напряжение (значение вариации), измерив количество электрического заряда. Если измерить количество электрического заряда, который поступает через уже известную емкость, мы можем узнать амплитуду изменения напряжения измеряемой емкости.Такой принцип также используется при бесконтактном измерении напряжения.

Усилитель заряда широко используется при оценке ускорения, давления, вибрации и т. Д. С использованием датчика выходного типа электрического заряда. Обычно выходной сигнал напряжения (аналоговый) отличается от входа электрического заряда, а выходной сигнал измеряется и анализируется с помощью различных измерительных устройств. Часто наблюдается изменение во времени цели измерения, и, следовательно, она имеет постоянные выходные характеристики в необходимом диапазоне частот.

1.2 Методика измерения электрического заряда

Наиболее распространенный метод измерения количества электрического заряда — накопление электрического заряда в уже известном конденсаторе и определение количества электрического заряда путем оценки разности потенциалов на обоих концах. Напряжение V (вольт), действующее на емкость, становится Q = CV, и, следовательно, когда есть электрический заряд Q (кулоновский) в емкости C (Фарад), количество электрического заряда из разности потенциалов и значение емкости может быть полученный из этого выражения.
При использовании конденсатора есть интегральный тип, который использует усилитель, и шунтирующий тип, который измеряет напряжение на обоих концах, просто выливая электрический заряд, измеренный конденсатором. На рис. 2 и 3 показаны соответствующие блок-схемы.

Важно, чтобы входное сопротивление усилителя интегрального типа и вольтметра шунтирующего типа было высоким, а ток, протекающий на вход, был достаточно мал, чтобы предотвратить потерю электрического заряда конденсатора.

В принципе это хорошо, но на практике существуют ограничения, такие как измерение и пороговое значение для напряжения, приложенного к конденсатору, который накапливает электрический заряд, и, следовательно, невозможно продолжать заряжать измеренный электрический заряд бесконечно, и необходимо увольнять. В общем, предусмотрена функция (предположим, что она называется сбросом), которая заставляет напряжение воздействовать на конденсатор путем разряда до заданного состояния (обычно 0 В), и серия измерений выполняется после выполнения сброса.В этом случае мы можем проводить измерения непрерывно, пока измеренное количество электрического заряда не достигнет установленного значения, но когда оно достигнет, необходимо выполнить сброс. Обычно измерения во время сброса невозможны, и, следовательно, полное последовательное измерение не может быть выполнено без ограничения по времени.

Количество электрического заряда также можно получить интегрированием тока по времени, как описано в предыдущем абзаце. В этом случае в принципе нет ограничений на принцип измерения тока.Многие амперметры используют принцип прохождения электрического тока при сопротивлении и измерения. Количество электрического заряда может быть измерено таким амперметром с датчиком сопротивления и измерением времени. В таком случае нет необходимости в сбросе, и, следовательно, это подходит при проведении непрерывных измерений в течение длительного периода времени, и когда временные колебания количества электрического заряда невелики.

2. Электросчетчик интегральный типа

.

В этой главе объясняется часто используемый счетчик электрического заряда интегрального типа.

2.1 Принцип измерения

Блок-схема рис. 2 поясняет принцип измерения интегральной величины счетчика заряда.

Переключатель SW остается открытым во время измерения. Выходное напряжение Vo усилителя не изменяется, если в состоянии измерения нет втекающего и исходящего электрического заряда.
При запуске простого измерения в Cs отсутствует электрический заряд, и Vo принимается равным 0. Напряжение V = Q / Cs действует на емкость, когда электрический заряд Q течет, и электрический заряд накапливается в емкости Cs.Следовательно, выходное напряжение усилителя становится Vo_1 = -Q / Cs. Количество электрического заряда рассчитывается исходя из этого выходного напряжения как Qmeasure = -Vo_1 * Cs. Рис — 4 показывает форму выходного сигнала усилителя.

Чаще всего это учитывается разницей в начале и в конце измерения. Выход усилителя в момент t0 в начале измерения принимается равным Vo (t0), а выходной сигнал усилителя в момент t1 в конце измерения принимается равным Vo (t1). Изменение разности потенциалов, действующей на Cs, равно Vo (t1) — Vo (t0), и, следовательно, количество электрического заряда Qm, протекающего в течение периода измерения, может быть получено как Qm = -Cs (Vo (t1) -Vo (t0 )).

Когда Vo находится в пределах рабочего диапазона усилителя или АЦП, возможно непрерывное измерение. После начала измерения в t0, Vo измеряется в t1, t2, t3…, и может быть получено количество электрического заряда между каждым моментом времени.

После завершения серии измерений и перед выполнением следующего измерения накопленный электрический заряд в Cs разряжается путем замыкания переключателя SW и возвращается в исходное состояние.
Во-первых, преимущество этого метода заключается в низком падении входного напряжения.Обычно уровень напряжения смещения используемого усилителя (обычно это операционный усилитель) составляет менее нескольких мВ, и колебания во время измерения также очень малы.

Количество протекающего электрического заряда может быть точно измерено даже при наличии емкости, такой как кабели, во входной части, поскольку эквивалентное входное сопротивление низкое. Он также устойчив к утечкам из-за падения напряжения на входе.

Напряжение, действующее на аккумулирующую емкость Cs, может быть достаточно увеличено, и, следовательно, легко проводить устойчивые измерения с высоким разрешением.

2.2 Факторы погрешности и шума

В этой главе объясняется допустимая погрешность измерителя электрического заряда и коэффициент шума.
На рис.-5 показан элемент шума, записанный в блок-схеме при измерении электрического заряда, накопленного в емкости CI как DUT.

Здесь
Cl: емкость DUT
Cg: емкость между Hi и Lo
Обычно емкость соединительного кабеля составляет основную часть.
Cs: Конденсатор для sense

Каждый элемент допустимой погрешности и шума показан ниже.

a) Характеристики Cs.
Зависимость от приложенного напряжения и характеристика диэлектрической абсорбции конденсатора влияют на изменение из-за допустимой погрешности и времени измерения величины электрического заряда, и, следовательно, это важно. Части с достаточно хорошими характеристиками выбираются и используются в измерительном устройстве в соответствии со спецификацией.

b) In1: токовый шум и ток смещения входной части.
Входной ток смещения усилителя и токовый шум в основном составляют основную часть.Ток утечки, удерживаемый переключателем SW для электрического разряда, и ток утечки соединительных кабелей и т. Д. Также являются токовыми шумами.
Ток смещения (Ib) напрямую складывается во время измерения и становится пределом погрешности для Qe = Ib * (t1-t0). Важно, чтобы ток смещения, включая выбор усилителя, был меньше при измерении небольшого количества электрического заряда. Когда время измерения велико, этот предел погрешности увеличивается, и, следовательно, становится невыгодным проводить измерения дольше необходимого времени.

Текущий шум (AC) отображается как изменение результата измерения, и аналогичным образом установка подходящего времени измерения важна, поскольку длительное время измерения становится невыгодным.

c) Vn1: приведенный к входу шум напряжения усилителя.
Из-за этого шума шум Vn1 * (Cs + Cg + Cl) / Cs отображается в Vo. При рассмотрении влияния этого шума предпочтительно, чтобы Cg и Cl были небольшими. Cl — это цель измерения и, следовательно, не может быть изменена, но Cg — это соединительный кабель и т. Д.и с ними можно справиться. При сравнении Cs и Cl, и если Cg невелик, можно сказать, что он не является основной частью этого шума, и, следовательно, он становится приблизительным стандартом при рассмотрении размера Cg.

2.3 Применение для других целей

В этой главе давайте рассмотрим использование измерителя электрического заряда в других измерениях.

a) Амперметр
Ток можно рассчитать, если известно количество электрического заряда и время, в которое он был измерен, и его можно использовать в качестве амперметра, как упоминалось ранее.
При рассмотрении разрешающей способности количества электрического заряда, которое может быть измерено, можно измерить до небольшой точки как текущее разрешение. Необходимо делать электрический разряд, и в целом он предназначен для измерения меньшего тока.

На рис. 6 показана блок-схема обычного амперметра. Система сходимости при изменении тока определяется постоянной времени Rs и Cs, и эта постоянная времени становится большой в цепи для измерения малого тока.

Это нормально, что схождение измерителя электрического заряда, показанного на рис. 2, стало быстрым. Становится выгодным, если изменение тока видно при измерении небольшой области тока, а при измерении тока — с большим изменением.

В измерителе электрического заряда определяется максимальное количество электрического заряда и разрешение, которое может быть измерено за один раз, и, следовательно, если время измерения изменяется, то диапазон тока и разрешение, которое может быть измерено, изменятся.

б) Измерение емкости
Мы также можем выполнить измерение емкости путем объединения с источником напряжения, который может подавать ступенчатое напряжение. Рис. 6 показывает это соединение. Это тот случай, когда объект измерения не заземлен.

Измерение до и после приложения ступенчатого напряжения Vstep выполняется, и значения принимаются как Qm1 и Qm2. Количество электрического заряда, протекающего из-за приложенного напряжения, становится Qm2 — Qm1. Его можно рассчитать как Cdut = (Qm2 — Qm1) / Vstep.
При просмотре формулы для расчета емкости становится ясно, что точность и шум источника напряжения, который прикладывает ступенчатое напряжение, напрямую влияют на точность и шум результата измерения.

Когда измеритель электрического заряда является плавающим, также можно измерить емкость конденсатора, заземленного с одной стороны.
Непрерывное измерение тока утечки и емкости конденсатора, подключенного, как показано на рис. 7, может быть выполнено с использованием описанного здесь метода измерения тока и измерения емкости.

2.4 Счетчик электрического заряда B2985A / 87A

В этой главе дается простое введение в количественную функцию измерения электрического заряда электрометра / измерителя высокого сопротивления B2985A / 87A.
Минимальный диапазон составляет 2 нКл (разрешение 1 фКл), а максимальный диапазон — 2 мкКл.

Используется интегральный тип. Он имеет следующие функции и особенности.

Когда количество электрического заряда достигает заданного уровня, у него есть функция (функция автоматического электрического разряда) для разряда (сброса), так что количество электрического заряда не достигает максимального диапазона.В результате его можно сохранить в состоянии начать измерение в любое время.

Обычно падение входного напряжения интегрального типа очень мало, и значение меньше или равно 20 мкВ. Его можно отрегулировать во время самокалибровки.

При рассмотрении случая использования его в качестве амперметра, упомянутого выше, если предполагается время измерения 100 мс в диапазоне 2 нКл, то максимальный ток составляет 20 нА, а разрешение — 10 фА. Он может измерять эквивалентный минутный ток.

3. Измерение

В этой главе описаны моменты, которые следует учитывать во время измерения, чтобы получить меньшую погрешность и стабильный результат.

3.1 Примечания к измерению

Моменты, которые следует учитывать при измерении небольшого количества электрического заряда, являются общими при измерении минутного электрического тока. Рекомендуется обратиться к параграфу «Подключение ИУ» в разделе «Измерение тока низкого уровня с использованием серии B2980A» портала знаний по измерениям высокой чувствительности.

a) Внешний шум
Электрический шум, который попадает в измерительную систему извне, часто возникает через емкостную связь.

Шумовой электрический заряд возникает, если существует емкостная связь между элементами, вызывающая появление линии электропередачи и различные изменения напряжения. Всегда нужно отметить, что везде есть разводка питания.

Когда емкость между электрическими элементами меняется, это все равно становится шумом. Люди также обычно наэлектризованы, и, следовательно, это влияет на работу в месте, видимом из проводки для измерения.

В качестве реакции важно уменьшить емкостную связь между элементами, которые становятся источником шума, и экранирование становится основным.

Если цикл установлен как линия электропередачи, то шум можно уменьшить путем измерения с интервалами, кратными циклу.

При длительном шуме цикла эффективно максимально сократить время измерения.

б) Кабель / механический шум
Когда на кабель воздействует вибрация, трение проводника и изолятора вызывает электризацию, которая становится шумовым электрическим зарядом.Некоторые предметы вызывают электрический заряд из-за пьезоэффекта при приложении давления, но он по-прежнему вызывает шум.

Его можно уменьшить, избегая вибрации и чрезмерного давления. Обычный кабель может легко стать проблемой, и поэтому он закреплен так, что становится трудно вызвать вибрацию. Однако следует избегать очень прочной фиксации и чрезмерного изгиба.

Коаксиальный и трехосный кабель с мерами по снижению шума тока (электрического заряда) при вибрации называется малошумящим кабелем.Конкретно, на поверхности изолятора контактных частей экранирующей линии и изолятора часто предусмотрен проводящий слой, который может легко вызвать электрический заряд трения. Использование такого кабеля может значительно снизить уровень шума кабеля.

Если кабель вибрирует, то вибрация передается на детали, подключенные к кабелю, такие как соединитель, и становится источником шума, и, следовательно, меры по вибрации, такие как фиксация, важны даже при использовании кабеля с низким уровнем шума.

c) Ток утечки
Ток смещения присутствует даже в самом измерителе электрического заряда, и ток утечки каждой части соединения до DUT и ток из-за электрохимической реакции протекает, и электрический заряд может быть измеряется, даже если электрический заряд от DUT отсутствует.

Необходимо соблюдать осторожность, поскольку влияние часто становится большим из-за грязи, температуры и влажности вокруг сигнального провода.Эффективно выполнять дифференциальный метод измерения. Условия измерения, такие как время измерения и т. Д., Одинаковы; измерение выполняется без DUT и вычитается из результата фактического измерения. Эта предпосылка этого метода — небольшое изменение тока утечки, которое становится пределом погрешности.

Если время измерения увеличивается, то, естественно, количество электрического заряда, измеряемого током утечки, становится большим. Следовательно, длительное время измерения становится невыгодным, если учесть допустимую погрешность по току утечки.В случае измерения минутного тока, если усреднение (интегрирование) выполняется в течение определенного периода времени, тогда это становится выгодным с точки зрения шума, и, следовательно, это часто рекомендуется, но измерение количества электрического заряда отличается. Если выполняется длительное время измерения, погрешность и шум в основном увеличиваются, и, следовательно, следует проявлять осторожность, чтобы время измерения не было слишком большим для необходимого времени, такого как время расхождения и т. Д.

Вывод

Было описано от основных точек для измерения количества электрического заряда до точек, которые необходимо отметить во время фактического измерения.

Чаще всего записываются точки, относящиеся к небольшому количеству электрического заряда, и есть много общих точек для точек, которые следует отметить в случае минутного измерения тока.

Здесь примеры измерений не приводились, но приведенные здесь вопросы должны применяться в реальных измерениях, и должно быть получено устойчивое измерение с очень малой погрешностью.

Как рассчитать электрический заряд

Обновлено 17 сентября 2019 г.

Автор: S.Хуссейн Атер

Будь то статическое электричество, излучаемое меховой шубой, или электричество, от которого питаются телевизоры, вы можете больше узнать об электрическом заряде, поняв основную физику. Методы расчета заряда зависят от природы самого электричества, например, принципов распределения заряда по объектам. Эти принципы одинаковы независимо от того, где вы находитесь во Вселенной, поэтому электрический заряд является фундаментальным свойством самой науки.

Формула электрического заряда

Существует множество способов вычисления электрического заряда для различных контекстов в физике и электротехнике.

Закон Кулона обычно используется при вычислении силы, создаваемой частицами, несущими электрический заряд, и является одним из наиболее распространенных уравнений электрического заряда, которые вы будете использовать. Электроны несут отдельные заряды -1,602 × 10 ^-19 кулонов (Кл), а протоны несут такое же количество, но в положительном направлении, 1.2}

, в котором k является константой k = 9,0 × 10 ⁹ Нм ² / C ² . Физики и инженеры иногда используют переменную e для обозначения заряда электрона.

Обратите внимание, что для зарядов противоположных знаков (плюс и минус) сила отрицательная и, следовательно, притягивающая между двумя зарядами. Для двух зарядов одного знака (плюс и плюс или минус и минус) сила отталкивающая. Чем больше заряды, тем сильнее сила притяжения или отталкивания между ними.

Электрический заряд и гравитация: сходства

Закон Кулона поразительно похож на закон Ньютона для силы тяжести F _G = G m ₁ m ₂ /9 r для силы тяжести F _G , массы м ₁ и _{м 2 и гравитационная постоянная G = 6,674 × 10 ⁻¹¹ м ^{3 10 2 / кг с .Оба они измеряют разные силы, изменяются с большей массой или зарядом и зависят от радиуса между обоими объектами во второй степени. Несмотря на сходство, важно помнить, что гравитационные силы всегда притягивают, в то время как электрические силы могут быть притягивающими или отталкивающими.}}

Следует также отметить, что электрическая сила, как правило, намного сильнее гравитации, исходя из различий в экспоненциальной степени постоянных законов. Сходство между этими двумя законами является еще большим показателем симметрии и закономерностей среди общих законов Вселенной.

Сохранение электрического заряда

Если система остается изолированной (т. Е. Без контакта с чем-либо еще за ее пределами), она сохраняет заряд. Сохранение заряда означает, что общая сумма электрического заряда (положительный заряд минус отрицательный заряд) остается неизменной для системы. Сохранение заряда позволяет физикам и инженерам вычислять, сколько заряда перемещается между системами и их окружением.

Этот принцип позволяет ученым и инженерам создавать клетки Фарадея, в которых используются металлические экраны или покрытия для предотвращения утечки заряда.Клетки Фарадея или щиты Фарадея используют тенденцию электрического поля к перераспределению зарядов внутри материала, чтобы нейтрализовать действие поля и предотвратить повреждение или проникновение зарядов внутрь. Они используются в медицинском оборудовании, таком как аппараты магнитно-резонансной томографии, для предотвращения искажения данных, а также в защитном снаряжении для электриков и монтажников, работающих в опасных условиях.

Вы можете рассчитать чистый поток начислений для объема пространства, вычислив общую сумму вводимых затрат и вычитая общую сумму оставленных затрат.Благодаря электронам и протонам, несущим заряд, заряженные частицы могут создаваться или разрушаться, чтобы уравновесить себя в соответствии с законом сохранения заряда.

Число электронов в заряде

Зная, что заряд электрона равен -1,602 · 10 ⁻¹⁹ Кл, заряд −8 · 10 ⁻¹⁸ Кл будет состоять из 50 электронов. Вы можете найти это, разделив количество электрического заряда на величину заряда отдельного электрона.

Расчет электрического заряда в цепях

Если вам известен электрический ток , , поток электрического заряда через объект, проходящий по цепи и продолжительность действия тока, вы можете рассчитать электрический заряд, используя уравнение для тока Q = Это , в котором Q — это общий заряд, измеренный в кулонах, I — ток в амперах, и t — время приложения тока в секундах.Вы также можете использовать закон Ома ( В = IR ) для расчета тока по напряжению и сопротивлению.

Для цепи с напряжением 3 В и сопротивлением 5 Ом, приложенной в течение 10 секунд, соответствующий результат будет равен I = В / R = 3 В / 5 Ом = 0,6 А, а общий заряд будет Q = It = 0,6 A × 10 с = 6 C.

Если вам известна разность потенциалов ( В, ) в вольтах, приложенная к цепи, и работа ( Вт, ) в джоулях, выполненная за период, за который он применяется, заряд в кулонах, Q = Вт / В .

Формула электрического поля

••• Syed Hussain Ather

Электрическое поле , электрическая сила на единицу заряда, распространяется радиально наружу от положительных зарядов к отрицательным зарядам и может быть рассчитана с помощью E = F _E / q , где F _E — электрическая сила, а q — заряд, создающий электрическое поле. Учитывая, насколько фундаментальными являются поле и сила для вычислений в электричестве и магнетизме, электрический заряд можно определить как свойство материи, которое заставляет частицу иметь силу в присутствии электрического поля.

Даже если чистый или общий заряд объекта равен нулю, электрические поля позволяют различным образом распределять заряды внутри объектов. Если внутри них есть распределения заряда, которые приводят к ненулевому чистому заряду, эти объекты имеют поляризацию , а заряд, вызываемый этими поляризациями, известен как связанных зарядов .

Чистый заряд Вселенной

Хотя ученые не все согласны с тем, каков общий заряд Вселенной, они сделали обоснованные предположения и проверили гипотезы с помощью различных методов.Вы можете заметить, что гравитация является доминирующей силой во Вселенной в космологическом масштабе, и, поскольку электромагнитная сила намного сильнее гравитационной силы, если бы у Вселенной был чистый заряд (положительный или отрицательный), вы бы были видеть доказательства этого на таких огромных расстояниях. Отсутствие этих доказательств привело исследователей к мысли, что Вселенная заряжена нейтрально.

Всегда ли Вселенная была нейтральной по заряду или как заряд Вселенной изменился после Большого взрыва — это также вопросы, которые вызывают споры.Если бы у Вселенной был чистый заряд, тогда ученые могли бы измерить их тенденции и влияние на все силовые линии электрического поля таким образом, чтобы вместо соединения положительных зарядов с отрицательными зарядами они никогда не закончились бы. Отсутствие этого наблюдения также указывает на аргумент, что у Вселенной нет чистого заряда.

Расчет электрического потока с зарядом

••• Сайед Хуссейн Атер

Электрический поток через планарную (т.е.плоский) область A, электрического поля E — поле, умноженное на составляющую площади, перпендикулярной полю. Чтобы получить этот перпендикулярный компонент, вы используете косинус угла между полем и интересующей плоскостью в формуле для потока, представленный как Φ = EA cos ( θ ) , где θ — угол между линией, перпендикулярной площади, и направлением электрического поля.

Это уравнение, известное как закон Гаусса , также говорит вам, что для поверхностей, подобных этим, которые вы называете гауссовскими поверхностями , любой чистый заряд будет находиться на его поверхности плоскости, потому что было бы необходимо создать электрическое поле.

Поскольку это зависит от геометрии площади поверхности, используемой при расчете магнитного потока, она зависит от формы. Для круглой области площадь потока A будет π_r_ ^{2 с r в качестве радиуса круга, или для криволинейной поверхности цилиндра площадь потока будет Ch , в которой C — это окружность круглой поверхности цилиндра, а h — высота цилиндра.}

Заряд и статическое электричество

Статическое электричество возникает, когда два объекта не находятся в электрическом равновесии (или электростатическом равновесии ), или когда существует чистый поток зарядов от одного объекта к другому.Поскольку материалы трутся друг о друга, они переносят заряды друг на друга. Эти виды электричества могут генерироваться при натирании носков о ковер или резинкой надутого воздушного шара о волосы. Шок переносит эти избыточные заряды обратно, чтобы восстановить состояние равновесия.

Электрические проводники

Для проводника (материал, передающий электричество), находящегося в электростатическом равновесии, электрическое поле внутри равно нулю, а общий заряд на его поверхности должен оставаться в электростатическом равновесии.Это потому, что, если бы было поле, электроны в проводнике перераспределились бы или перестроились в ответ на поле. Таким образом, они отменит любое поле в момент его создания.

Алюминий и медная проволока являются распространенными материалами проводников, используемых для передачи токов, также часто используются ионные проводники, которые представляют собой решения, в которых используются свободно плавающие ионы, позволяющие легко проходить заряду. Полупроводники , такие как микросхемы, которые позволяют компьютерам функционировать, также используют свободно циркулирующие электроны, но не так много, как проводники.Полупроводники, такие как кремний и германий, также требуют больше энергии для циркуляции зарядов и обычно имеют низкую проводимость. Напротив, изоляторы , , такие как дерево, не позволяют заряду легко проходить через них.

При отсутствии поля внутри для гауссовой поверхности, лежащей непосредственно внутри поверхности проводника, поле должно быть везде нулевым, чтобы поток был равен нулю. Это означает, что внутри проводника нет чистого электрического заряда. Из этого вы можете сделать вывод, что для симметричных геометрических структур, таких как сферы, заряд равномерно распределяется по поверхности гауссовой поверхности.

Закон Гаусса в других ситуациях

Поскольку суммарный заряд на поверхности должен оставаться в электростатическом равновесии, любое электрическое поле должно быть перпендикулярно поверхности проводника, чтобы материал мог передавать заряды. Закон Гаусса позволяет вычислить величину этого электрического поля и магнитного потока для проводника. Электрическое поле внутри проводника должно быть нулевым, а снаружи оно должно быть перпендикулярно поверхности.

Это означает, что для цилиндрического проводника с полем, излучаемым от стенок под перпендикулярным углом, полный поток равен просто 2_E__πr_ ² для электрического поля E и радиуса r круглой поверхности цилиндрического проводника.Вы также можете описать чистый заряд на поверхности, используя σ , плотность заряда , на единицу площади, умноженную на площадь.

Электрический заряд — веб-формулы

Электрический заряд определяется по формуле:

Q = I ∙ т

Соответствующие единицы СИ:
кулон (Кл) = ампер (А) ∙ секунда (с)

Где I — электрический ток, а t — время (продолжительность).

• Электрический заряд — это фундаментальное свойство, такое как масса, длина и т. Д., Связанное с элементарными частицами, например электроном, протоном и многими другими.
• Электрический заряд — это свойство, отвечающее за электрические силы, которые действуют между ядром и электроном, связывая атом вместе.
• Начисления бывают двух видов
  (i) отрицательный заряд
  (ii) положительный заряд
• Электроны — это отрицательно заряженные частицы, а протоны, из которых состоит ядро, — положительно заряженные частицы. На самом деле ядро ​​состоит из протонов и нейтронов, но нейтроны — это незаряженные частицы.
• Электрическая сила между двумя электронами такая же, как электрическая сила между двумя протонами, находящимися на одинаковом расстоянии друг от друга i. е., оба набора отталкивают друг друга, но электрическая сила между электроном и протоном, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, по своей природе не отталкивающая, а притягивающая.
  (а) Одинаковые заряды отталкиваются друг от друга

  (б) Разные заряды притягиваются друг к другу

• Назначение отрицательного заряда электрона и положительного заряда протона чисто условно; это не означает, что заряд электрона меньше, чем заряд протона.
• Важность электрических сил в том, что они охватывают почти все поля, связанные с нашей жизнью; Поскольку это вещество состоит из атомов или молекул, в которых электрические заряды точно сбалансированы, или силы сцепления клея связаны с поверхностным натяжением, все они имеют электрическую природу.

Блок

• Заряд системы можно измерить, сравнив его с зарядом стандартного тела.
• Единица заряда СИ — кулон, записанный как C.
• 1 Кулон — это заряд, протекающий по проводу за 1 секунду, если электрический ток в нем равен 1А.
• Заряд электрона равен -1,602 * 10 ^-19 C, а заряд протона положителен этой величине.
• Два важных свойства заряда: Квантование и сохранение .

(а) Квантование заряда

(i) Электрический заряд может существовать только как целое кратное заряду электрона (-e) i.е.

q = ± ne , где n — целое число.

(ii) Возможные значения электрического заряда: q = ± 1e; ± 2e; ± 3e …

(iii) Заряд меньше заряда электрона (, т. Е. . e = 1,6 * 10 ^-19 C) невозможен.

(б) Сохранение заряда

(i) В изолированной системе общий электрический заряд всегда остается постоянным.

(ii) Полный заряд тела равен алгебраической сумме всех имеющихся на нем зарядов. Каждый атом электрически нейтрален, поскольку он содержит столько электронов, сколько протонов в нем.

(iii) Когда мы протираем стеклянный стержень куском шелка, положительный заряд, приобретаемый стеклянным стержнем, равен отрицательному заряду, приобретаемому кусочком шелка. Таким образом, заряды производятся в равных и разных парах.

Пример (1) : Каково возможное значение электрического заряда?

(а) 1 X 1.6 х 10 ^-19 ° С

(б) 2,4 Х 1,6 Х 10 ^-19 С

(в) -8 X 1,6 X 10 ^-19 C

(г) 1 X 1,8 X 10 ^-19 C

Решение: (a)

Как мы знаем, электрический заряд может существовать только как целое кратное заряду электрона (-e), т.е.

q = ± ne , где n — целое число.Таким образом, q = ± 1 X 1,6 X 10 ^-19 C

Пример (2) : Если n = 2, какова будет величина электрического заряда? (Учитывая e = 1,6 X 10 ^-19 C)

(а) ± 0,8 X 10 ^-19 С

(б) ± 3,2 X 10 ^-19 С

(в) ± 4.3 X 10 ^-19 C

(г) ± 6.3 Х 10 ^-19 С

Решение: ( b )

Мы знаем, что

q = ± н.э.

= 2 Х 1,6 Х 10 ^-19 С

= ± 3,2 х 10 ^-19 ° С

Следовательно, вариант (b) верен.

Пример (3): Заряд меньше, чем заряд (т.е.е. е = 1,6 X 10 ^-19 C) на электрон возможно?

(a) Да (b) Нет

Решение: (b) Как известно

q = ± ne , где n — целое число, т.е. n = 1, 2, 3, …

Пример 4): Каков суммарный заряд всех протонов в 1,00 кг углерода?

(а) 4.82 Х 10 ⁷ С

(б) 3.96 X 10 ⁷ C

(в) 4.82 X 10 ⁹ C

(г) 3,96 X 10 ¹² C

Решение: (a) Мы можем найти количество кулонов положительного заряда в 1,00 кг углерода из Q = 6n _c e , где n _c — количество атомов в 1.00 кг углерода и множитель 6 учитывают присутствие 6 протонов в каждом атоме. Мы можем найти количество атомов в 1,00 кг углерода, установив пропорцию, связывающую число Авогадро N _A , массу углерода и молекулярную массу углерода с n _c .

Пример 5): Определите электрический ток в электрической цепи, в которой общий электрический заряд составляет 6 C за 5 секунд.

Электрический заряд и ток — Электрические цепи — Edexcel — Объединенная научная редакция GCSE — Edexcel

Существует два типа тока — постоянный и переменный.В постоянном токе поток электронов последовательно идет в одном направлении по цепи, в переменном токе направление потока электронов постоянно меняется на противоположное.

Charge

Электроны — это отрицательно заряженные частицы, которые передают энергию по проводам в виде электричества.

Заряд — это свойство тела, на которое действует сила в электрическом поле. Заряд измеряется в кулонах (С).

Поскольку электроны настолько малы, и один электрон никуда не повлияет, более полезно обращаться к большим группам электронов.Один кулон заряда эквивалентен 6 250 000 000 000 000 000 электронов.

Ток

В замкнутой цепи, которая включает в себя источник разности потенциалов (напряжения), по цепи будет протекать ток.

Электрический ток в металле — это поток электронов.

Когда ток течет, выполняется электрическая работа и передается энергия. Количество заряда, проходящего через точку в цепи, можно рассчитать по формуле:

заряд = ток × время

\ [Q = I \ times t \]

Это когда:

• заряд ( Q ) измеряется в кулонах (C)
• ток ( I ) измеряется в амперах (A)
• время ( t ) измеряется в секундах (с)

Один ампер — это ток, который течет, когда кулон заряда проходит точку в цепи за одну секунду.

«Амперы» — это сокращение от «амперы», единица измерения тока (также сокращенно «А»), но символ «ток» — «I».

Пример

Ток 1,5 А (А) протекает через простую электрическую цепь.

Сколько кулонов заряда проходит через точку за 60 секунд?

\ [Q = I \ times t \]

\ [Q = 1,5 \ times 60 \]

\ [Q = 90 \\ C \]

Вопрос

Сколько заряда переместилось, если ток 13 А течет за 10 с?

Показать ответ

\ [Q = I \ times t \]

\ [Q = 13 \ times 10 \]

\ [Q = 130 \\ C \]

Вопрос

Сколько тока протекает, когда 10 C проходит по проводу за 2 с?

Показать ответ

\ [Q = I \ times t \]

\ [I = \ frac {Q} {T} \]

\ [I = \ frac {10} {2} \]

\ [I = 5 \: A \]

Измерительный ток

Ток измеряется с помощью амперметра.Чтобы измерить ток через компонент, амперметр должен быть установлен последовательно с этим компонентом.

физика — Как люди измеряли электрический заряд во времена Кулона?

человек нет. Они генерировали и накапливали статическое электричество, но измерения его, за исключением того, насколько сильным был электрический разряд, еще не проводилось. Кулон был тем, кто изобрел способ сделать это в 1785 году. Для этого он использовал устройство, называемое торсионными весами. Джон Мичелл использовал его раньше для измерения силы тяжести, но Кулон заново изобрел эту идею и сделал ее известной.Maglab.org имеет изображение и описание того, как это работало:

« Узкая стеклянная трубка проходит через верхнюю часть стеклянного ящика. В верхней части трубки находится металлический шар, на котором игла висит на нитке. На одном конце иглы находится небольшой металлический шар, который может свободно качается благодаря подвешенному состоянию. Через верхнюю часть стеклянного корпуса также выступает металлический стержень с металлическими сферами на обоих концах (один внутри корпуса, один снаружи).

Чтобы использовать торсионные весы, Кулон будет удерживать объект рядом с металлической сферой на верхнем конце металлического стержня.Любой заряд, удерживаемый исследуемым объектом, переносится на металлическую сферу, а затем перемещается по стержню к сфере на другом конце. Там заряд мог поразить подвешенную в гильзе иглу, которая в состоянии покоя касалась нижней сферы стержня. Итак, любой заряд в этой сфере перешел в сферу иглы. Как только сфера стержня и сфера иглы заряжены одинаково, они отталкиваются друг от друга. Отталкивание заставляло иглу двигаться, а нить, удерживающую ее, крутилась.

Скручивающее действие называется кручением, отсюда и название инструмента. Чтобы определить величину скручивания, Кулон взглянул на небольшую шкалу, отмеченную в градусах, возле верхнего конца узкой стеклянной трубки. Вторая шкала, окружающая сам стеклянный шкаф, позволила ему определить, насколько далеко продвинулась стрелка. Как понял Кулон, чем больше заряд, тем больше кручение и смещение он наблюдал. «

Дополнительный вопрос из комментариев — как Кулон установил пропорциональность электрической силы зарядам.Один мог бы сделать это, удвоив заряды и измерив, что происходит с силой, , но ответ таков … Кулон не сделал этого. Фальконер дает хороший исторический отчет в книге Шарля Огюстена Кулона и «Фундаментальный закон электростатики», где она пишет:

« Второй мемуар (1787 г.), посвященный притяжению между разноименно заряженными телами, показывает ньютоновскую программу Кулона. Это первый отчет , в котором прямо указано, что сила пропорциональна произведению» электрических масс «двух тел, предложение, которое Кулон часто утверждал, но никогда не пытался продемонстрировать .Он также никогда не определял единичный электрический заряд, полагаясь на относительные электрические «массы» или «плотности». Повсюду его лечение зависит от неустановленного предположения, что электрическая масса локализована и аналогична гравитационной массе … «

Обзор | Безграничная физика

Обзор электрического тока

Электрический ток — это поток электрического заряда, а сопротивление — это противодействие этому потоку.

Цели обучения

Объясните разницу между проводником и резистором

Основные выводы

Ключевые моменты

• Электрический ток — это движение электрического заряда через проводящую среду.
• Мы также используем термин «ток» как величину для описания скорости, с которой заряд протекает через среду. Единицей измерения силы тока в системе СИ является ампер (А), который равен кулону в секунду (Кл / с).
• Проводимость — это величина, описывающая, насколько легко заряд может проходить через материал, в то время как сопротивление — обратная величина, мера того, насколько сильно материал противодействует электрическому потоку.
• Объект, который позволяет заряду легко течь, называется проводником, а объект, который сопротивляется потоку заряда, называется резистором.

Ключевые термины

• проводящая среда : Материал, который может передавать электричество.
• электрическое сопротивление : Сопротивление, оказываемое электрическим проводником протеканию тока через себя, приводящее к преобразованию электрической энергии в тепло и излучение. Производной единицей сопротивления в системе СИ является ом. Символ: R.
• электрический заряд : квантовое число, определяющее электромагнитные взаимодействия некоторых субатомных частиц; По соглашению, электрон имеет электрический заряд -1, а протон +1, а кварки имеют дробный заряд.

Введение в электрический ток и сопротивление

От потолочных светильников до микросхем, от усилителя руля до просмотра веб-страниц — электричество является основой наших технологий и цивилизации. Возбуждение нейронов в вашем мозгу также является примером электрического тока, то есть движения электрического заряда через проводящую среду. В электрических цепях этот заряд часто переносится перемещением электронов по проводу. Он также может переноситься ионами в электролите или одновременно ионами и электронами, например, в плазме.

Электрический ток

Когда мы говорим об электрическом токе, мы часто имеем в виду определенную величину — скорость , с которой течет заряд. Большой ток, такой как тот, который используется для запуска двигателя грузовика, перемещает большое количество заряда за короткое время, тогда как небольшой ток, такой как тот, который используется для работы портативного калькулятора, перемещает небольшое количество заряда через длительный период времени. В форме уравнения электрический ток I определен равным

[латекс] \ text {I} = \ frac {\ Delta \ text {Q}} {\ Delta \ text {T}} [/ latex]

, где Q — количество заряда, проходящего через заданную область за время t.Единицей измерения силы тока в системе СИ является ампер (А), названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836). Поскольку I = ΔQ / Δt, мы видим, что ампер равен одному кулону в секунду:

[латекс] 1 \ \ text {A} = 1 \ \ text {C} / \ text {s} [/ latex]

Для потока электричества требуется среда, в которой может течь заряд. Мы называем объект или среду, которая позволяет заряду течь, проводником , в то время как эмпирическая мера способности материала проводить заряд называется электрической проводимостью .Единицей измерения проводимости в системе СИ является сименс (S).

Электрический ток : Скорость потока заряда соответствует току. Ампер — это расход одного кулона через область за одну секунду.

Сопротивление

Противоположностью проводимости является сопротивление — величина, которая описывает, насколько сильно материал препятствует прохождению электрического тока. Объект или среда с высоким электрическим сопротивлением называется резистором . Мы увидим, что сопротивление объекта зависит от его формы и материала, из которого он состоит.Единица измерения сопротивления в системе СИ — Ом (символ:).

Электрические схемы

Полезный и практичный способ узнать об электрическом токе и сопротивлении — изучить схемы. На рисунке выше показаны простая схема и стандартное схематическое изображение батареи, проводящего пути и нагрузки (резистора). Схемы очень полезны для визуализации основных характеристик схемы. Одна схема может отображать самые разные ситуации. Схема на (b), например, может представлять что угодно, от аккумулятора грузовика, подключенного к фаре, освещающей улицу перед грузовиком, до небольшой батареи, подключенной к фонарику, освещающему замочную скважину в двери.Такие схемы полезны, потому что анализ одинаков для самых разных ситуаций. Нам нужно понять несколько схем, чтобы применить концепции и анализ к большему количеству ситуаций.

Простая электрическая цепь : (a) Простая электрическая цепь. Замкнутый путь для прохождения тока обеспечивается проводящими проводами, соединяющими нагрузку с выводами батареи. (b) На этой схеме батарея представлена ​​двумя параллельными красными линиями, проводящие провода показаны прямыми линиями, а зигзаг представляет нагрузку.На схеме представлено большое количество подобных схем.

Обратите внимание, что направление тока на рисунке от положительного к отрицательному. Направление обычного тока — это направление, в котором будет течь положительный заряд. В зависимости от ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, например, ток переносится электронами, то есть движутся отрицательные заряды. В ионных растворах, таких как соленая вода, перемещаются как положительные, так и отрицательные заряды.

Важно понимать, что в проводниках есть электрическое поле, ответственное за производство тока. В отличие от статического электричества, когда проводник в равновесии не может иметь в себе электрического поля, проводники, несущие ток, имеют электрическое поле и не находятся в статическом равновесии. Электрическое поле необходимо для подачи энергии для перемещения зарядов.

Вооружившись этими основами, мы приступим к рассмотрению более сложных деталей этой темы в следующем разделе.

Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома

Добавлено в избранное

Любимый

114

Текущий

Мы можем представить себе количество воды, протекающей по шлангу из бака, как ток.18 электронов (1 кулон) в секунду проходят через точку в цепи. Амперы представлены в уравнениях буквой «I».

Предположим теперь, что у нас есть два резервуара, каждый со шлангом, идущим снизу. В каждом резервуаре одинаковое количество воды, но шланг одного резервуара уже, чем шланг другого.

Мы измеряем одинаковое давление на конце любого шланга, но когда вода начинает течь, расход воды в баке с более узким шлангом будет меньше, чем расход воды в баке с более широкий шланг.С точки зрения электричества, ток через более узкий шланг меньше, чем через более широкий шланг. Если мы хотим, чтобы поток через оба шланга был одинаковым, мы должны увеличить количество воды (заряда) в баке с помощью более узкого шланга.

Это увеличивает давление (напряжение) на конце более узкого шланга, проталкивая больше воды через бак. Это аналогично увеличению напряжения, которое вызывает увеличение тока.

Теперь мы начинаем видеть взаимосвязь между напряжением и током.Но здесь следует учитывать третий фактор: ширину шланга. В этой аналогии ширина шланга — это сопротивление. Это означает, что нам нужно добавить еще один термин в нашу модель:

.

• Вода = заряд (измеряется в кулонах)
• Давление = напряжение (измеряется в вольтах)
• Расход = ток (измеряется в амперах, или, для краткости, «амперах»)
• Ширина шланга = сопротивление

.