Sarcina este un termen tehnic utilizat pentru a indica faptul că există forţe electrice ce se exercită asupra unui obiect. Spunem acest lucru pentru a se face distincția de utilizarea comună, în care termenul este folosit fără discriminare pentru orice problemă de ordin electric. Două tipuri de sarcină se pot aduna o mulţime de date privind forţele electrice exercitate între diferite corpuri încărcate diferit.
Două tipuri de sarcină și comportamentul lor
Deşi sunt doar două tipuri de sarcini, fiecare tip poate exista în cantităţi diferite. Unitatea de măsură pentru sarcina electrică este coulombul, definit după cum urmează: Un coulomb (C) reprezintă cantitatea de sarcină electrică care face ca o forţă de 9,0×10^9 N este exercitată între două corpuri punctiforme cu sarcina de 1 C, aflate la distanţa de 1 m. Cantitatea de sarcină se notează cu q. Modelul a două tipuri de particule încărcate electric explică majoritatea observațiilor: orice obiect electricificat prin orice metodă se va comporta ca modelul A, atrăgând obiecte pe care A le atrage şi respingându-le pe acelea pe care A le respinge sau se comportă ca modelul B, arătând aceleaşi forţe de atracţie şi respingere ca şi B.
Legea lui Coulomb și conservarea sarcinii
Legea lui Coulomb: mărimea forţei care acţionează între obiectele punctiforme încărcate electric la distanţa r este dată de o ecuaţie în care constanta k=9,0×10^9 N·m^2/C^2. Forţa este de atracţie dacă sarcinile sunt de semne diferite, respectiv de respingere dacă sarcinile au acelaşi semn. Experimentele arată că folosind semnele “+” şi “-“, cantitatea totală de sarcină se conservă.
Conservarea sarcinii pare firească în modelul nostru în care materia este formată din particule pozitive şi negative. Dacă sarcina de pe fiecare particulă este caracteristică acelui tip de particulă, iar particulele nu pot fi create sau divizate, atunci conservarea sarcinii este iminentă. O mișcare ordonată a particulelor încărcate într-o anumită direcție este cunoscută sub numele de curent electric. Unitatea de măsură în sistemul internațional pentru sarcina electrică este coulombul, reprezentând aproximativ 6.024×10^18 sarcini elementare.
Electrizarea obiectelor neutre și polarizarea
Aşa cum este arătat, un obiect încărcat poate atrage obiecte neîncărcate. Particulele mobile din hârtie vor răspunde forţelor electrice, făcând ca un capăt al hârtiei să devină încărcat cu sarcină negativă, iar celălalt cu sarcină pozitivă. Când sarcina netă a unui obiect este zero, distribuția acesteia poate fi inegală datorită unui câmp extern sau polarizării, iar sarcina legată corespunde polarizării.
Corpurile macroscopic încărcate
Sincronizarea dintre electroni și protoni explică că într-o macromulă, electronii pot fi pierduți sau câștigați în funcție de material, rezultând o sarcină netă pozitivă sau negativă. Un material neizolat poate acumula o sarcină netă în urma frecării sau a altor metode de electrizare, iar apoi distribuția sarcinilor poate produce câmpuri electrice și curenți. În final, obiectele încărcate pot fi considerate ca fiind compuse din sarcini legate, liber, sau polarizate.
Modelul atomului și particulele subatomice
La început, ideile despre electroni și particulele subatomice au evoluat în mod gradual, dar Înainte de 1905, oamenii știau despre circuite, radiouri și alte fenomene electrice, fără a cunoaște particulele subatomice. Modelul atomului include protonul cu sarcină +e în nucleu, neutronul cu sarcină 0, și electronul cu sarcină -e în mișcare în jurul nucleului. Simbolul "e" indică sarcina elementară, aproximativ 1,60×10^-19 C. În obiecte, sarcina totală este suma sarcinilor electrice ale particulelor componente. Electronii poartă sarcina -e, protonii sarcina +e, iar distribuția acestor sarcini explică atracțiile și respingerile electrice dintre obiecte.
Tipuri de materiale și benzile de valență
În semiconductori, benzile de valență și banda de conducție determină dacă un material este un conductor sau izolator. Golurile din benzile interzise pot facilita producerea curentului în prezența impurităților sau a distrugerii legăturilor covalente. Modelul de semiconductor intrinsic și impurități de tip n sau tip p explică modul în care purtătorii de sarcină se deplasează în funcție de câmpul electric aplicat.
Aplicări practice ale golurilor de sarcină
Golupele de sarcină din semiconductori și câmpul electric aplicat pot genera curent electric în dispozitivele electronice, iar principiile de conservare a sarcinii și interacțiunile dintre sarcinile pozitive și negative reprezintă fundația tehnică a multor dispozitive moderne.
Ley de Coulomb y fuerza eléctrica, lo que necesitas saber en 5 minutos.
Capitolul despre interacțiunile electrice detaliază modul în care sarcina electrică determină câmpuri și forțe, precum și cum distribuția sarcinii în materiale neforjate poate modifica proprietățile electrice ale obiectelor.
Caracteristici cheie ale sarcinii electrice
- Sarcinile de semn opus se atrag; cele de același semn se resping.
- Sarcina electrică este conservată în sisteme izolate.
- Sarcina este cuantificată în multipli ai sarcinii elementare e (~1,602×10^-19 C).
- Electronii și protonii sunt principalii purtători de sarcină în materie obișnuită.
- Elevarea sarcinilor într-un obiect poate genera câmpuri electrice și, dacă obiectul este în mișcare, câmpuri magnetice.
Aspecte istorice și exemple
Conceptele despre sarcină și conservarea acesteia au fost validate prin experimentele lui Faraday, Millikan și alții. Corpurile încărcate pot fi de asemenea polarizate, iar sarcina legată apare în distribuția sarcinilor din interiorul materialelor când apar divergențe de câmp.
tags: #conc #de #goluri #cu #sarcina #neg
Postări populare:
- Transportul Sigur al Bebelușilor: Tot ce trebuie să știi
- Diversitatea lingvistică în educația timpurie – Ziua Limbii Materne
- Beneficiile și riscurile cezarienei pentru mortalitatea maternității
- Atenție la etapele sarcinii: ghidul complet despre naștere, pregătiri și îngrijire în maternitate
- Ghidul complet pentru monitorizarea sarcinii: ce trebuie să știi ca gravidă