Μονάδα φόρτισης SI

Υπάρχουν διάφορες ιδιότητες του ηλεκτρισμού που εκφράζονται σε διαφορετικές μονάδες μέτρησης. Ωστόσο, θα μάθουμε για το ηλεκτρικό φορτίο. Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια από τις ηλεκτρικές ιδιότητες. Το ηλεκτρικό φορτίο είναι μια φυσική ιδιότητα της ύλης που την αναγκάζει να βιώσει μια δύναμη όταν τοποθετείται σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρικό φορτίο μεταφέρεται από υποατομικά σωματίδια και υπάρχουν γενικά θετικά ηλεκτρικά φορτία και αρνητικά ηλεκτρικά φορτία.

Ηλεκτρικά φορτία

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι η θεμελιώδης φυσική ιδιότητα της ύλης εξαιτίας της οποίας η ύλη δέχεται μια δύναμη κάθε φορά που διατηρείται σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Το ηλεκτρικό φορτίο ορίζεται επίσης ως η ποσότητα ενέργειας ή ηλεκτρονίων που μεταφέρεται από ένα σύστημα ή σώμα σε άλλο σύστημα ή σώμα. Αυτή η μεταφορά ηλεκτρονίων πραγματοποιείται μέσω διαφόρων διεργασιών, όπως αγωγιμότητα, επαγωγή ή ορισμένες συγκεκριμένες μεθόδους.

Γενικά, υπάρχουν δύο κατηγορίες ηλεκτρικών φορτίων που είναι θετικά φορτία, που μεταφέρονται από πρωτόνια και το αρνητικό φορτίο μεταφέρεται από ηλεκτρόνια. Αν το συνολικό φορτίο σε ένα σώμα είναι μηδέν, δεν είναι ούτε θετικό ούτε αρνητικό, τότε λέγεται ότι είναι ουδέτερο. Το ηλεκτρικό φορτίο συμβολίζεται ως Q και μετράται σε κουλόμπ. Η μονάδα φόρτισης SI είναι το coulomb.

Θετικά φορτισμένα σωματίδια

Στα θετικά φορτισμένα σωματίδια, ο αριθμός των θετικών ιόντων είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των αρνητικών ιόντων. Με άλλα λόγια, ο αριθμός των πρωτονίων είναι μεγαλύτερος ή μεγαλύτερος από τον αριθμό των ηλεκτρονίων.

Για να γίνουν ουδέτερα τα θετικά φορτισμένα σωματίδια, τα ηλεκτρόνια από το περιβάλλον καταλήγουν σε θετικά φορτισμένα σωματίδια έως ότου ο αριθμός των πρωτονίων και των ηλεκτρονίων εξισωθεί.

Αρνητικά φορτισμένα σωματίδια

Στα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, ο αριθμός των αρνητικών ιόντων είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των θετικών ιόντων. Με άλλα λόγια, ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των πρωτονίων.

Για να εξουδετερωθούν τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, καθώς τα πρωτόνια δεν μπορούν να κινηθούν και δεν μπορούν να φτάσουν στα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια, τα ηλεκτρόνια κινούνται προς ένα άλλο θετικά φορτισμένο σωματίδιο γύρω τους.

Ουδέτερα σωματίδια

Τα ουδέτερα σωματίδια περιέχουν ίσο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Τα ουδέτερα σωματίδια έχουν όλα τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια, αλλά ο αριθμός των θετικών ιόντων (πρωτόνια) είναι ίσος με τον αριθμό των αρνητικών ιόντων (ηλεκτρόνια).

Μονάδα ηλεκτρικής φόρτισης SI

Η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου SI είναι Coulomb, η οποία είναι μια παράγωγη μονάδα SI και συμβολίζεται με C. Ένα coulomb είναι η ποσότητα φορτίου που ρέει μέσω ενός ηλεκτρικού αγωγού που μεταφέρει ένα αμπέρ ανά δευτερόλεπτο.

Επιπλέον, η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου CGS δίνεται ως συνδυασμός τριών βασικών μεγεθών όπως μάζα, μήκος και χρόνος.

Ηλεκτρικό πεδίο

Το ηλεκτρικό πεδίο με μαθηματικούς όρους ορίζεται ως ένα διανυσματικό πεδίο που μπορεί να συσχετιστεί ή να συνδεθεί με κάθε σημείο του χώρου. Σε αυτό το σημείο, η δύναμη ανά μονάδα φορτίου ασκείται στο θετικό δοκιμαστικό φορτίο που βρίσκεται σε ηρεμία.

Το ηλεκτρικό πεδίο δημιουργείται από το ηλεκτρικό φορτίο ή μπορεί να δημιουργηθεί από χρονικά μεταβαλλόμενα μαγνητικά πεδία.

Κατεύθυνση ηλεκτρικού πεδίου

Η κατεύθυνση του πεδίου είναι ίδια με την κατεύθυνση της δύναμης που επηρέασε ένα θετικό φορτίο. Το ηλεκτρικό πεδίο είναι ακτινικά προς τα έξω από το θετικό φορτίο και προς τα μέσα από το αρνητικό σημείο φορτίο.

Ένταση ηλεκτρικού πεδίου

Ο χώρος γύρω από ένα ηλεκτρικό φορτίο όπου γίνεται αισθητή η επιρροή του ονομάζεται ηλεκτρικό πεδίο. Η ένταση ενός ηλεκτρικού πεδίου σε ένα σημείο είναι η δύναμη που υφίσταται ένα μοναδιαίο θετικό φορτίο που τοποθετείται σε αυτό το σημείο.

Η ένταση ενός ηλεκτρικού πεδίου είναι μια διανυσματική ποσότητα που έχει μέγεθος καθώς και κατεύθυνση.

Τύπος:

Μονάδα:N/C ή V/m

Ηλεκτρικό δυναμικό

Το ηλεκτρικό δυναμικό ορίζεται ως η ποσότητα εργασίας που απαιτείται για τη μετακίνηση μιας μονάδας φορτίου από ένα σημείο αναφοράς σε ένα συγκεκριμένο ή ορισμένο σημείο έναντι του ηλεκτρικού πεδίου. Όταν ένα σώμα κινείται ενάντια στο ηλεκτρικό πεδίο, κερδίζει μια ορισμένη ποσότητα ενέργειας, η ενέργεια αυτή ονομάζεται ηλεκτρικό δυναμικό. Το ηλεκτρικό δυναμικό του φορτίου παράγεται διαιρώντας τη δυναμική ενέργεια με την ποσότητα φορτίου.

Τύπος ηλεκτρικού δυναμικού

Ο τύπος ηλεκτρικού δυναμικού δίνεται ως

Παραγωγή ηλεκτρικού δυναμικού

Θα δούμε την παραγωγή ηλεκτρικού δυναμικού λόγω σημειακής φόρτισης εδώ.

Λόγω βαθμολογικής χρέωσης

Το ηλεκτρικό δυναμικό σε ένα ηλεκτρικό πεδίο σε οποιοδήποτε σημείο είναι η ποσότητα της εργασίας που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός θετικού φορτίου μονάδας από το άπειρο σε εκείνο το σημείο κατά μήκος οποιασδήποτε διαδρομής όταν ασκούνται ηλεκτροστατικές δυνάμεις.

Ας εξετάσουμε, ένα θετικό φορτίο τοποθετείται σε ένα σημείο. Το φορτίο που τοποθετείται σε αυτό το σημείο θα ασκήσει δύναμη επειδή υπάρχει το ηλεκτρικό πεδίο.

Το ηλεκτρικό δυναμικό σε οποιοδήποτε σημείο με απόσταση r από το θετικό φορτίο q δίνεται ως,

Εδώ,

V =Ηλεκτρικό δυναμικό

q =δοκιμαστική χρέωση

r =διάνυσμα θέσης

Το Volt είναι η μονάδα SI του ηλεκτρικού δυναμικού.

Όταν εκτελείται εργασία μονάδας για τη μετακίνηση φορτίου ενός κουλόμπ από το άπειρο σε ένα ορισμένο σημείο λόγω ηλεκτρικού πεδίου έναντι της ηλεκτροστατικής δύναμης, τότε το ηλεκτρικό δυναμικό θεωρείται ως ηλεκτροστατικό δυναμικό 1 Volt.

Συμπέρασμα

Το ηλεκτρικό φορτίο είναι η θεμελιώδης φυσική ιδιότητα της ύλης εξαιτίας της οποίας η ύλη δέχεται μια δύναμη κάθε φορά που διατηρείται σε ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Υπάρχουν τρεις τύποι ηλεκτρικού φορτίου που είναι οι εξής. θετικό ηλεκτρικό φορτίο, αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και ουδέτερο.

Το ηλεκτρικό πεδίο με μαθηματικούς όρους ορίζεται ως ένα διανυσματικό πεδίο που μπορεί να συσχετιστεί ή να συνδεθεί με κάθε σημείο του χώρου.

Η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου SI είναι Coulomb.