电荷和电力的基础知识

在本教程中,我们将了解电荷和电力的概念。亚博彩票下载这些是适用于广泛的工程研究的物理学的两个基本概念。

介绍

你可能有过这样的经历:当你脱下衣服(特别是在干燥的天气里脱下羊毛衣服)时,看到火花或听到噼啪声,或者当你触摸门把手开门时。

产生这些(以及其他一些)体验的原因非常简单。当我们与绝缘表面接触(通常是相互摩擦)时,我们就会积累电荷。当我们触摸门把手或羊毛衫时,我们的身体就会释放这种电荷。

那么,这个电荷是什么?为什么对物理学家和工程师来说很重要?让我们在本教程中试图了解它。

什么是电荷?

收费是物质的基本属性。粒子所具有或承载的电荷量是关于其对电场和磁场的反应方式的决定因素。

为什么对电场和磁场的反应很重要?让我尽可能简单地解释一下。基本上,自然界有四种基本力。它们是:

  • 弱力
  • 强大的力量
  • 重力
  • 电磁力

首先,让我们把重力放在一边。引力是两个天体相互作用的力,它们的大小是天文数字。在很小的距离下,两个小东西之间的相互作用引力是可以忽略的。

前两种力,弱力和弦力在本质上是亚原子力,也就是说,它们在本质上是核力。它们通常与放射性有关。

所以,我们感受到的唯一的力(除了地球的引力)是电磁力,它与物质的基本属性有关:电荷。

原子的结构

所有原子的本质上(除氢气)上由三个基本颗粒组成:电子,质子和中子。电子和质子的质量为9.11 x 10-31年Kg和1.6 x 10-27年公斤分别。

电子具有负电荷,质子具有正电荷。另一方面,中子有一个类似于质子的质量,但没有电荷。

原子的电荷和电力结构

原子的中心称为细胞核,由中子和质子组成。轨道这个核是电子。核的电子数量等于细胞核中的质子的数量。因此,电动讲话,原子是中性的。

如果不知何故,一些电子从原子中取出,那么它已经失去了一些负电荷。所以,它变得带有带电的身体。相比之下,如果我们向原子以某种方式进行ASS电子,则它将获得额外的负电荷,因此它成为带负电的身体。积极的带电机构吸引负荷机构并击退积极的机构。

电荷和电力积极和负面费用

最后,身体的负荷是身体中总剩余或缺乏电子的计数。电荷的象征是“Q”或“Q”,并且在荣誉物理学家查理德库仑,电荷的SI单位是库仑(C)。

自然界中最小的“自由”电荷是电子或质子的电荷,其星等为1.6 × 10-19年电子有一个单位的负电荷,而质子有一个单位的正电荷。

组成1个C电荷,1/1.6 x 10-19年或6.25 x 1018电子是必需的。

电荷的基本性质

所以,从上面的讨论,我们已经确定了基本上有两种电荷:正电荷和负电荷。让我们看看电荷的一些重要性质。

假设:下面讨论的一个假设是该物体的所有电荷都集中在空间的一点上。这种带电体的尺寸小于它们之间的距离,称为点电荷。

收费的增加

如果一个系统包含两个点电荷,那么系统的总电荷可以通过简单地将单个电荷相加得到。电荷有大小,但没有方向,也就是说,它可以是正的,也可以是负的。

所以,在添加时,适当的标志i. +或 - 必须包括在等式中。

保护法则

前面我们已经看到,当我们摩擦一个物体时,它获得一个电荷,也就是说,电子从一个物体转移到另一个物体。既不产生新的电荷,也不销毁现有的电荷。这就是电荷守恒定律。

根据这一定律,你不能创造或破坏电荷,而只能把电荷从一个物体转移到另一个物体。

量化

我们在自然界中发现的所有电荷都是一个电子所携带电荷大小的整数倍。电子的电荷,是电荷的基本单位,用“e”表示。

因此,Q = NE给出了身体的电荷。

电荷量化是电荷总是始终是'e'的积分倍数。

导体和绝缘体

我已经说过,环绕原子核的电子可以被添加或移除,使它成为带负电或正电的物体。但是电子移动的轻松程度取决于材料的类型。

基本上,所有物质本质上都是导体或绝缘体(有第三类称为半导体,但我们不会进入该讨论)。导体是电子(离核的更远)可以自由地移动身体的材料。

另一方面,绝缘体不允许电子移动,因为它们被紧紧抓住。

电或电流

当电荷运动时,它们就产生电流,我们简单地称之为电。让我们回到门把手的情况。假设,你在地毯上摩擦你的脚。这个动作将把电子转移到你的身体,并在你的身体上建立一个电荷。

现在,如果在这种情况下触摸像门旋钮这样的导体,则在您的身体上积聚的电荷转移到旋钮。当电子离开你的身体时,你会感到震惊。

这种转移的原因是因为性质想要平衡情况即是中立电荷均衡。

现在回到电的问题上,电流就是运动中的电荷。电流这一项是衡量单位时间内电荷流动的量。

电流的符号是I,测量单位是安培。当一秒钟有一库仑的电荷通过导体时,就有一安培的电流。

I = Q / t

电荷和电流

如果我们考虑像铜这样的导体,电子可以在铜原子之间任意方向自由移动。利用这个特性,你可以制作一个由铜线、灯泡和电池组成的闭合电路。

电池的电压会使电子朝一个特定的方向流动,灯泡就会发光。

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