В чем измеряют электрический заряд
Перейти к содержимому

В чем измеряют электрический заряд

  • автор:

Единица измерения электрического заряда. Электричества. Кулон. Coulomb. Доли. Соотношения. Значение. Величина.

Материал является пояснением и дополнением к статье:
Единицы измерения физических величин в радиоэлектронике
Единицы измерения и соотношения физических величин, применяемых в радиотехника.

Электрический заряд тела — разница между количеством заряженных частиц одной полярности и другой полярности, находящихся в этом теле (с некоторыми допущениями). Электрический заряд может иметь положительную или отрицательную полярность. Тела имеющие заряд одной полярности отталкиваются, а разных полярностей притягиваются.

Электрический заряд измеряется в Кулонах (Coulomb). Обозначение К. Международное обозначение C. Заряд в формулах обычно обозначается буквой Q.

Электрический заряд электрона равен около 1.602176E-19 Кулона, имеет отрицательный знак. Заряд протона равен той же величине, но положителен. В веществе обычно электроны и протоны присутствуют в равных количествах, так что суммарный заряд равен нулю. В некоторых случаях количество электронов может увеличиваться, тогда мы говорим, что тело заряжено отрицательно, или уменьшаться, тогда тело заряжено положительно.

Вашему вниманию подборка материалов:

Практика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

Тело имеет положительный заряд в один Кулон, если в нем приблизительно на 6.24E18 больше протонов, чем электронов и наоборот.

Основные соотношения между зарядом (Кулон) и другими физическими величинами

Электрический ток силой один Ампер, проходящий в течение одной секунды, переносит один Кулон.

[Перенесенный заряд, К] = [Сила электрического тока, А] * [Время протекания тока, с]

Поступление заряда в один кулон в конденсатор емкостью один Фарад приводит к росту напряжения на этом конденсаторе на 1 Вольт.

[Заряд, К] = [Напряжение на конденсаторе, В] * [Емкость конденсатора, Ф]

Доли Кулона (Coulomb)

Вообще 1 Кулон — довольно большая величина. Обычно используются доли Кулона.

милликулон мК mC 1E-3 К 0.001 К
микрокулон мкК mсC 1E-6 К 0.000001 К
нанокулон нК nC 1E-9 К 0.000000001 К
пикокулон пК pC 1E-12 К 0.000000000001 К

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.

Тиристорный выключатель, переключатель, коммутатор. Тиристор (тринисто.
Тиристор в переключательных схемах переменного тока. Схема твердотельного реле. .

Пушпульный импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Ко.
Как сконструировать пуш-пульный импульсный преобразователь. В каких ситуациях пр.

Повышающий импульсный источник питания. Онлайн расчет. Форма. Подавлен.
Как рассчитать повышающий импульсный преобразователь напряжения. Как подавить пу.

Пушпульный импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Вы.
Как выбрать частоту работы контроллера и скважность для пуш-пульного преобразова.

Понижающий импульсный преобразователь напряжения, источник питания. Пр.
Понижение напряжения постоянного тока. Как работает понижающий преобразователь н.

Поиск, обнаружение разрывов, обрывов проводки. Найти, искать, отыскать.
Детали, сборка и наладка прибора для обнаружения скрытой проводки и ее разрывов.

Релаксационный генератор пилообразного напряжения, сигнала, пилы. Схем.
Схемы и расчет релаксационных генераторов, формирующих пилообразное напряжение.

В чем измеряют электрический заряд

Электрический зарядэто физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.

Совокупность всех известных экспериментальных фактов позволяет сделать следующие выводы:

  • Существует два рода электрических зарядов, условно названных положительными и отрицательными.
  • Заряды могут передаваться (например, при непосредственном контакте) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд.
  • Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. В этом также проявляется принципиальное отличие электромагнитных сил от гравитационных. Гравитационные силы всегда являются силами притяжения.

Одним из фундаментальных законов природы является экспериментально установленный закон сохранения электрического заряда.

В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной:

Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака.

Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь.

Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними:

Силы взаимодействия подчиняются третьему закону Ньютона: Они являются силами отталкивания при одинаковых знаках зарядов и силами притяжения при разных знаках (рис. 4.1.3). Взаимодействие неподвижных электрических зарядов называют электростатическим или кулоновским взаимодействием. Раздел электродинамики, изучающий кулоновское взаимодействие, называют электростатикой.

Закон Кулона справедлив для точечных заряженных тел. Практически закон Кулона хорошо выполняется, если размеры заряженных тел много меньше расстояния между ними.

Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона зависит от выбора системы единиц. В Международной системе СИ за единицу заряда принят кулон (Кл).

Кулон – это заряд, проходящий за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А. Единица силы тока (ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.

Коэффициент k в системе СИ обычно записывают в виде:

где – электрическая постоянная.

Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Это поле оказывает силовое действие на другие заряженные тела. Главное свойство электрического поля – действие на электрические заряды с некоторой силой. Таким образом, взаимодействие заряженных тел осуществляется не непосредственным их воздействием друг на друга, а через электрические поля, окружающие заряженные тела.

Для количественного определения электрического поля вводится силовая характеристика напряженность электрического поля.

Напряженностью электрического поля называют физическую величину, равную отношению силы, с которой поле действует на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку пространства, к величине этого заряда:

Напряженность электрического поля – векторная физическая величина. Направление вектора совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд.

Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим.

Если с помощью пробного заряда исследуется электрическое поле, создаваемое несколькими заряженными телами, то результирующая сила оказывается равной геометрической сумме сил, действующих на пробный заряд со стороны каждого заряженного тела в отдельности. Следовательно, напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности:

Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии (рис. 4.2.1). При изображении электрического поля с помощью силовых линий, их густота должна быть пропорциональна модулю вектора напряженности поля.

H Работа поля по замкнутому полю равна 0

A=0 , то поле потенциальное.

Теорема Гаусса

Экспериментально установленные закон Кулона и принцип суперпозиции позволяют полностью описать электростатическое поле заданной системы зарядов в вакууме. Однако, свойства электростатического поля можно выразить в другой, более общей форме, не прибегая к представлению о кулоновском поле точечного заряда.

Введем новую физическую величину, характеризующую электрическое поле – поток Φ вектора напряженности электрического поля. Понятие потока вектора аналогично понятию потока вектора скорости при течении несжимаемой жидкости. Пусть в пространстве, где создано электрическое поле, расположена некоторая достаточно малая площадка ΔS. Произведение модуля вектора на площадь ΔS и на косинус угла α между вектором и нормалью к площадке называется элементарным потоком вектора напряженности через площадку ΔS (рис. 4.3.1):

ΔΦ = EΔS cos α = EnΔS ,

где – модуль нормальной составляющей поля

К определению элементарного потока ΔΦ.

Рассмотрим теперь некоторую произвольную замкнутую поверхность S. Если разбить эту поверхность на малые площадки ΔSi , определить элементарные потоки поля через эти малые площадки, а затем их просуммировать, то в результате мы получим поток Φ вектора через замкнутую поверхность S (рис. 4.3.2):

В случае замкнутой поверхности всегда выбирается внешняя нормаль.

Вычисление потока Ф через произвольную замкнутую поверхность S.

Теорема Гаусса утверждает:

Поток вектора напряженности электростатического поля через произвольную замкнутую поверхность равен алгебраической сумме зарядов, расположенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную ε0.

Рассмотрим еще один пример симметричного распределения зарядов – определение поля равномерно заряженной плоскости (рис. 4.3.5).

Поле равномерно заряженной плоскости . σ – п оверхностная плотность заряда. S – замкнутая гауссова поверхность.

В этом случае гауссову поверхность S целесообразно выбрать в виде цилиндра некоторой длины, закрытого с обоих торцов. Ось цилиндра направлена перпендикулярно заряженной плоскости, а его торцы расположены на одинаковом расстоянии от нее. В силу симметрии поле равномерно заряженной плоскости должно быть везде направлено по нормали. Применение теоремы Гаусса дает:

где σ – поверхностная плотность заряда, то есть заряд, приходящийся на единицу площади.

Полученное выражение для электрического поля однородно заряженной плоскости применимо и в случае плоских заряженных площадок конечного размера. В этом случае расстояние от точки, в которой определяется напряженность поля, до заряженной площадки должно быть значительно меньше размеров площадки.

Электрический заряд

Физика

Электри́ческий заря́д, источник электромагнитного поля , связанный с материальным носителем; скалярная физическая величина, являющаяся мерой электромагнитного взаимодействия . Все электромагнитные явления в природе – проявления движения и взаимодействия электрических зарядов. Электрический заряд является внутренним неотъемлемым свойством ряда элементарных частиц . Существуют два вида электрического заряда, которые условно разделяют на положительный и отрицательный. Заряды одного знака отталкиваются, а разных знаков – притягиваются друг к другу. Сила взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов определяется законом Кулона . Движущийся электрический заряд ( электрический ток ) создаёт в системе отсчёта, относительно которой он движется, магнитное поле . На электрический заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила Лоренца . Связь электрического заряда с электромагнитным полем определяется уравнениями Максвелла . Величина электрического заряда инвариантна относительно инерциальных систем отсчёта, т. е. не зависит от скорости движения заряда.

Электрический заряд макроскопического тела равен алгебраической сумме зарядов всех частиц, из которых состоит это тело. Заряд системы тел (частиц) равен алгебраической сумме зарядов тел (частиц), входящих в систему (аддитивность электрического заряда). Суммарный электрический заряд изолированной замкнутой системы сохраняется (закон сохранения электрического заряда). Электрический заряд любого тела (частицы) квантован, т. е. кратен элементарному электрическому заряду , равному по абсолютной величине заряду электрона 1,6021766208(98) · 10 –19 Кл. Единица измерения электрического заряда в СИ – кулон (Кл).

Опубликовано 21 июня 2022 г. в 11:07 (GMT+3). Последнее обновление 21 июня 2022 г. в 11:07 (GMT+3). Связаться с редакцией

#Электродинамика
Информация

Физика

Области знаний: Электрический заряд

  • Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
    Создан при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации.
    Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
    ISSN: 2949-2076
  • Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
    Главный редактор: Кравец С. Л.
    Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
    Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru
  • © АНО БРЭ, 2022 — 2024. Все права защищены.
  • Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
    Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
  • Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
    Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.

В чем измеряют электрический заряд

Элементарный электрический заряд

Рейтинг: 0

Электрический заряд

Название физической величины: электрический заряд, или просто заряд.

Обозначение физической величины: школьное обозначение q; Q.Других обозначений нет.

Формула связи физических величин: дополнительная измеряемая величина. Измеряется с помощью крутильных весов Кулона по формуле закона Кулона (в формулу входят измеряемые величины — сила и расстояние, и константа). Заряд характеризует способность наэлектризованных тел притягиваться друг к другу или отталкиваться друг от друга.

Существует два вида электрического заряда – положительный (такой же, как если потереть стекло о шелк) и отрицательный (такой же, как если потереть эбонит о шерсть).

Расшифровка формулы или способ измерения: измерялся с помощью крутильных весов Кулона (в настоящее время экспериментально измеряют электрический ток, а заряд рассчитывают по формуле определения силы тока, поскольку это оказалось много проще измерения заряда с помощью крутильных весов Кулона). Исторически все формулы электричества были выведены так, что основной измеряемой величиной электростатики был заряд, а в дальнейшем за основную измеряемую величину взяли силу тока.

Вектор или скаляр физическая величина: положительный или отрицательный скаляр.

Размерность физической величины: заряд. Единицы измерения СИ: [q] = = Кл − кулон. Другие: СГСе; ед. СГСм, атомная единица заряда; мКл –милликулон, мкКл – микрокулон и т.п.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *