نفسر ماهية الشحنة الكهربائية وكيف يتم تصنيفها وخصائصها. أيضا ، ما هو قانون كولوم.
ما هي الشحنة الكهربائية؟
فيجسدي - بدني، الشحنة الكهربائية تسمى أخاصية المادة الموجود في الجسيمات دون الذرية ويتضح من خلال قوى الجذب أو التنافر بينهما عبر الحقولالكهرومغناطيسي.
تتكون المسألة من ذرات إنه محايد كهربائيًا ، أي أنه غير مشحون إلا إذا قام عامل خارجي بشحنه. تحتوي الذرات على نفس عدد الجسيمات سالبة الشحنة (الإلكترونات) مثل الجسيمات المشحونة إيجابياً (البروتونات).
ومع ذلك ، فإن موضوع يمكن أن تكون مشحونة كهربائيًا ، أي يمكن أن تكتسب أو تفقد شحنتها ، وبالتالي تظل مشحونة بطريقة سالبة أو موجبة. المادة المشحونة تولد أ الحقل الكهربائي، مجال القوى الكهربائية. القوة الكهرومغناطيسية هي أحد التفاعلات الأساسية الأربعة لـ طبيعة سجية.
لا يمكن إنشاء الشحنات الكهربائية أو إتلافها. مقدار الشحنة الكهربائية في كون إنه ثابت ولا يتغير بمرور الوقت.
تستجيب المواد بشكل مختلف للحث الكهرومغناطيسي. البعض من الموصلاتكهرباء وآخرون عازلون ، أي أنهم لا يفعلون ذلك.
وفقالنظام الدولي للقياسات (SI) ، تقاس الشحنات الكهربائية بوحدة تسمى Coulombs أو Coulombs (C). تأسس اسمها تكريما للفيزيائي الفرنسي تشارلز أوغستين دي كولوم (1736-1806) ، أحد أعظم العلماء في هذا النوع من الظواهر الفيزيائية.
يتم تعريف وحدة كولوم على أنها كمية البضائع المنقولة بواسطة a التيار الكهربائي من أمبير لموصل كهربائي في ثانية. أمبير واحد يقابل 6.242 × 1018 إلكترونات حرة.
أنواع الشحنات الكهربائية
تتفاعل الشحنات الكهربائية مع بعضها وفقًا لنوعها: يمكن أن تكون موجبة أو سلبية ، كما أطلق عليها بنجامين فرانكلين. هذه الفئات اعتباطية ، أي أنه لا يوجد ما يميز الإيجابية عن السلبية ، لكن يُعتقد أنها مماثلة لثنائي القطب المغناطيسي ، مثل البطارية، التي لها قطب موجب (أو شمال) وقطب سالب (أو جنوبي).
يتم الإشارة إلى الموجب بعلامة + والسالب بعلامة - ، تقليديًا. الشحنات الكهربائية بعلامات متساوية تتنافر. تجذب الشحنات الكهربائية للعلامات المعاكسة بعضها البعض.
خواص الشحنة الكهربائية
الشحنة الكهربائية هي خاصية جوهرية للمادة ، وتوجد في الجسيمات دون الذرية: الإلكترونات سالبة الشحنة و البروتونات شحنة موجبة ( النيوترونات شحنة محايدة ، كما يوحي الاسم).
عندما يصبح جسم مشحونًا كهربائيًا ، فإنه يرجع إلى أ الإزاحة في إلكتروناتها ، إما خسارة (اكتساب شحنة موجبة) أو اندماج (اكتساب شحنة سالبة). لذلك ، فإن المادة التي تحتوي على فائض من الإلكترونات في ذراتها الخارجية ستقدم شحنة سالبة ، بينما ستظهر شحنة موجبة إذا عجزت منها المادة.
في نظام مغلق ، تظل الشحنة الكهربائية ثابتة ، تمامًا كما تحدث في أي نظام آخر تفاعل كيميائي.
قانون كولوم
يعتمد حجم القوة الجذابة أو الطاردة على الشحنة والمسافة.ال قانون كولوم أو المبدأ الأساسي لـ الكهرباء الساكنة يتحكم في حجم قوى الجذب أو التنافر بين شحنتين كهربائيتين محددتين ، بغض النظر عن علامة شحنتهما (من الواضح ، إذا كانت من نفس العلامة ، فستكون قوة طاردة ، وإذا كانت من العلامة المعاكسة ، فهي ستكون قوة جذابة).
وفقًا لهذا القانون ، تتناسب هذه القوة مع حاصل ضرب قيمة الشحنات ، وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة التي تفصل بينها. يتم التعبير عن هذا رياضيا على النحو التالي:
F = ك. [(Q1 x Q2) / r2]
أين:
- F هي القوة الكهربائية.
- س هي الرسوم.
- ص هي المسافة التي تفصل بينهما.
- K هو ثابت التناسب المحدد على أنه 9.109 N.m2 / C2.