Ang singil ng kuryente at ang mga katangian nito

Ang mga pisikal na prosesong nagaganap sa kalikasan ay hindi palaging ipinapaliwanag ng pagkilos ng mga batas ng molecular-kinetic theory, mechanics o thermodynamics. Mayroon ding mga electromagnetic force na kumikilos sa malayo at hindi nakadepende sa timbang ng katawan.

Ang kanilang mga pagpapakita ay unang inilarawan sa mga gawa ng mga sinaunang siyentipiko mula sa Greece, nang makaakit sila ng liwanag, maliliit na partikulo ng mga indibidwal na sangkap na may amber, na kuskusin laban sa lana.

Makasaysayang kontribusyon ng mga siyentipiko sa pagbuo ng electrodynamics

Ang mga eksperimento sa amber ay pinag-aralan nang detalyado ng English researcher na si William Hilbert... Sa mga huling taon ng ika-16 na siglo, ginawa niya ang isang account ng kanyang trabaho at tinukoy ang mga bagay na may kakayahang umakit ng ibang mga katawan mula sa malayo gamit ang terminong "electrified".

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

Napagtanto ni Charles Visulka ang posibilidad ng pagsukat ng lakas ng mga singil sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng balanse ng pamamaluktot ng kanyang sariling imbensyon.

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

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

Pagpapasiya ng mga bayarin at mga prinsipyo ng kanilang pakikipag-ugnayan

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

Gumawa siya ng isang aparato, ang katawan nito ay gumamit ng mga bolang nakabitin sa isang manipis na sinulid ng kuwarts. Sila ay nakatuon sa espasyo sa isang tiyak na paraan at ang kanilang posisyon ay naitala laban sa isang nagtapos na sukat na may pantay na dibisyon.

Sa pamamagitan ng isang espesyal na butas sa talukap ng mata, isa pang bola na may karagdagang bayad ang dinala sa mga bolang ito. Ang mga nagresultang puwersa ng pakikipag-ugnayan ay pinilit ang mga bola na lumihis, upang paikutin ang kanilang indayog. Ang pagkakaiba sa mga pagbabasa ng sukat bago at pagkatapos ng pagsingil ay naging posible upang matantya ang dami ng kuryente sa mga sample ng pagsubok.

Ang isang singil ng 1 coulomb ay nailalarawan sa SI system sa pamamagitan ng isang kasalukuyang 1 ampere na dumadaan sa cross-section ng isang wire sa isang oras na katumbas ng 1 segundo.

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

• positibo;

• negatibo.

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

Ang mga singil ng parehong uri, positibo o negatibo, ay palaging nagtataboy sa magkasalungat na direksyon, na may posibilidad na lumayo sa isa't isa hangga't maaari. At para sa mga singil ng magkasalungat na mga palatandaan, may mga puwersang may posibilidad na pagsamahin ang mga ito at pag-isahin sila sa isa. .

Prinsipyo ng superposisyon

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

Ang kahulugan nito ay ang bawat singil sa isang tiyak na paraan, ayon sa pamamaraan na tinalakay sa itaas, ay nakikipag-ugnayan sa lahat ng iba pa, na naaakit ng mga magkasalungat at tinataboy ng mga katulad. Halimbawa, ang positibong singil q1 ay naaapektuhan ng kaakit-akit na puwersa F31 sa negatibong singil q3 at ang salungat na puwersa F21 mula sa q2.

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

Ang parehong paraan ay ginagamit upang matukoy ang mga nagresultang pwersa F2 at F3 sa mga singil na q2 at q3, ayon sa pagkakabanggit.

Gamit ang prinsipyo ng superposisyon, napagpasyahan na para sa isang tiyak na bilang ng mga singil sa isang saradong sistema, ang patuloy na puwersa ng electrostatic ay kumikilos sa pagitan ng lahat ng mga katawan nito, at ang potensyal sa anumang partikular na punto sa puwang na ito ay katumbas ng kabuuan ng mga potensyal ng lahat. hiwalay na sinisingil ang mga singil.

Ang pagpapatakbo ng mga batas na ito ay kinumpirma ng mga nilikhang device na electroscope at electrometer, na may isang karaniwang prinsipyo ng operasyon.

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

Paano mailipat ang singil sa pagitan ng mga katawan

Kung magdadala ka ng isang naka-charge na katawan, tulad ng isang baras, sa bola ng electroscope, pagkatapos ay ang singil ay dadaan sa bola kasama ang isang conductive thread sa mga petals. Makakatanggap sila ng parehong singil at magsisimulang lumayo sa isa't isa sa isang anggulo na proporsyonal sa dami ng kuryenteng inilapat.

Ang electrometer ay may parehong pangunahing istraktura, ngunit may mga maliliit na pagkakaiba: ang isang talulot ay naayos na hindi gumagalaw, at ang pangalawa ay lumayo mula dito at nilagyan ng isang arrow na nagbibigay-daan sa iyo na basahin ang nagtapos na sukat.

Maaaring gamitin ang mga intermediate carrier upang ilipat ang singil mula sa isang malayong nakatigil at naka-charge na katawan patungo sa isang electrometer.

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

Kinumpirma ng mga sukat na ginawa ni Coulomb ang kanyang palagay na ang isang point charge ay inililipat mula sa isang naka-charge na katawan patungo sa pareho sa mga katangian at masa, ngunit hindi sinisingil sa paraang ito ay pantay na ipinamamahagi sa pagitan ng mga ito, na bumababa ng isang factor na 2 sa pinagmulan.Sa ganitong paraan, posible na bawasan ang halaga ng bayad ng dalawa, tatlo at iba pang beses.

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

Mga uri ng electric charge carrier

Isinasaalang-alang ng modernong agham ang pinakamaliit na negatibong sisingilin na particle electron, at positibo - positron... Mayroon silang parehong masa na 9.1 × 10-31 kilo. Ang particle proton ay mayroon lamang isang positibong singil at isang mass na 1.7 × 10-27 kilo. Sa kalikasan, balanse ang bilang ng mga positibo at negatibong singil.

Sa mga metal, ang paggalaw ng mga electron ay nilikha kuryente, at sa mga semiconductor ang mga tagadala ng singil nito ay mga electron at butas.

Sa mga gas, ang kasalukuyang ay nabubuo sa pamamagitan ng paggalaw ng mga ion — mga di-elemental na particle na sinisingil (mga atomo o molekula) na may mga positibong singil, na tinatawag na mga cation, o negatibong — mga anion.

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

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

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

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

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

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

Sa modernong mga de-koryenteng kasangkapan para sa trabaho sa isang kapaligiran sa bahay, maaari kang makahanap ng mga built-in na ionizer sa mga vacuum cleaner, air humidifier, hair dryer, hair dryer ...

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

Nagagawa ng mga water ionizer na bawasan ang dami ng mga kemikal na reagents sa kanilang komposisyon. Ginagamit ang mga ito upang linisin ang mga pool at lawa, binababad ang tubig ng mga ion na tanso o pilak na nagbabawas sa paglaki ng algae, sumisira sa mga virus at bakterya.

Mga kapaki-pakinabang na termino at kahulugan

Ano ang dami ng singil sa kuryente

Ito ay isang electric charge na ipinamamahagi sa buong volume.

Ano ang surface electric charge

Ito ay isang electric charge na itinuturing na ipinamamahagi sa ibabaw.

Ano ang isang linear electric charge

Ito ay isang electric charge na itinuturing na ibinahagi sa isang linya.

Ano ang density ng volume ng electric charge

Ito ay isang scalar quantity na nagpapakilala sa distribusyon ng volume electric charge, katumbas ng limitasyon ng ratio ng volume charge sa volume element kung saan ito ibinahagi kapag ang volume element na ito ay nagiging zero.

Ano ang surface ng electric charge density

Ito ay isang scalar quantity na nagpapakilala sa distribusyon ng surface electric charge, katumbas ng limitasyon ng ratio ng surface electric charge sa surface element kung saan ito ibinahagi kapag ang surface element na ito ay nagiging zero.

Ano ang linear electric charge density

Ito ay isang scalar na dami na nagpapakilala sa pamamahagi ng isang linear electric charge, katumbas ng limitasyon ng ratio ng isang linear electric charge sa isang elemento ng haba ng linya kung saan ang singil na ito ay ipinamamahagi kapag ang elementong ito ng haba ay nagiging zero. .

Ano ang isang electric dipole

Ito ay isang set ng dalawang puntong electric charges na katumbas ng magnitude at kabaligtaran ng sign at matatagpuan sa napakaliit na distansya mula sa isa't isa kumpara sa layo mula sa kanila hanggang sa mga observation point.

Ano ang electric moment ng isang electric dipole

Ito ay isang dami ng vector na katumbas ng produkto ng ganap na halaga ng isa sa mga singil ng dipole at ang distansya sa pagitan ng mga ito at nakadirekta mula sa negatibo hanggang sa positibong singil.

Ano ang electric moment ng katawan

Ito ay isang vector quantity na katumbas ng geometric na kabuuan ng mga electric moment ng lahat ng mga dipoles na bumubuo sa katawan na isinasaalang-alang. "Ang electric moment ng isang naibigay na dami ng bagay" ay tinukoy sa katulad na paraan.