אנו מסבירים מהו מטען חשמלי, כיצד הוא מסווג ומהן תכונותיו. כמו כן, מהו חוק קולומב.
מהו מטען חשמלי?
בגוּפָנִי, מטען חשמלי נקרא אתכונת החומר שקיים ב חלקיקים תת - אטומיים ויעידו על כוחות משיכה או דחייה ביניהם, דרך שדותאלקטרומגנטית.
חומר המורכב מ אטומים הוא נייטרלי מבחינה חשמלית, כלומר אינו נטען אלא אם כן גורם חיצוני כלשהו מטעין אותו. לאטומים יש אותו מספר של חלקיקים בעלי מטען שלילי (אלקטרונים) כמו לחלקיקים בעלי מטען חיובי (פרוטונים).
אולם, ה חוֹמֶר הוא יכול להיות טעון חשמלית, כלומר, הוא יכול להרוויח או לאבד מטען, וכך להישאר טעון בצורה שלילית או חיובית. החומר הטעון יוצר א שדה חשמלי, שדה של כוחות חשמליים. הכוח האלקטרומגנטי הוא אחת מארבע האינטראקציות הבסיסיות של ה טֶבַע.
לא ניתן ליצור או להרוס מטענים חשמליים. כמות המטען החשמלי ב עוֹלָם זה קבוע, זה לא משתנה עם הזמן.
חומרים מגיבים אחרת לאינדוקציה אלקטרומגנטית. חלקם מנצחים שלחַשְׁמַל ואחרים מבודדים, כלומר, הם לא מנהלים את זה.
לפימערכת מדידות בינלאומית (SI), מטענים חשמליים נמדדים ביחידה הנקראת Coulombs או Coulombs (C). שמו הוקם לכבודו של הפיזיקאי הצרפתי שארל-אוגוסטין דה קולומב (1736-1806), מגדולי החוקרים בסוג זה של תופעות פיזיקליות.
יחידת קולומב מוגדרת ככמות המטען שנושא א זרם חשמלי של מגבר עבור אמוליך חשמלי בשנייה. אמפר אחד מתאים ל-6.242 x 1018 אלקטרונים חופשיים.
סוגי מטען חשמלי
מטענים חשמליים מקיימים אינטראקציה זה עם זה לפי סוגם: הם יכולים להיות חיוביים או שליליים, כפי שכינה אותם בנג'מין פרנקלין. הערכים האלה הם שרירותיים, כלומר, אין שום דבר שמבדיל בין החיובי לשלילי, אבל הם נחשבים כמו דיפול מגנטי, כמו סוֹלְלָה, שיש לו קוטב חיובי (או צפון) וקוטב שלילי (או דרום).
החיובי מסומן בסימן + והשלילי בסימן -, באופן קונבנציונלי. מטענים חשמליים בעלי סימנים שווים דוחים זה את זה. מטענים חשמליים של סימנים מנוגדים מושכים זה את זה.
תכונות של מטען חשמלי
מטען חשמלי הוא תכונה מהותית של החומר, והוא שוכן בחלקיקים תת-אטומיים: אלקטרונים הם בעלי מטען שלילי ו פרוטונים מטען חיובי (ה נויטרונים מטען ניטרלי, כפי שהשם מרמז).
כאשר חפץ הופך לטעון חשמלי, זה נובע מ- תְזוּזָה באלקטרונים שלו, או אובדן (השגת מטען חיובי) או התאגדות (השגת מטען שלילי). לכן, חומר עם עודף של אלקטרונים באטומים החיצוניים שלו יציג מטען שלילי, בעוד שחומר עם מחסור בהם יציג מטען חיובי.
במערכת סגורה, המטען החשמלי נשאר קבוע, בדיוק כפי שהוא מתרחש בכל מערכת תגובה כימית.
חוק קולומב
גודל כוח המשיכה או הדחיה תלוי במטען ובמרחק.ה חוק קולומב אוֹ העיקרון הבסיסי של אלקטרוסטטיקה שולט בגודל כוחות המשיכה או הדחייה בין שני מטענים חשמליים שנקבעו, ללא קשר לסימן המטען שלהם (ברור שאם הם מאותו סימן, זה יהיה כוח דחייה, ואם הם מהסימן ההפוך, זה יהווה כוח מושך).
לפי חוק זה, כוח זה הוא פרופורציונלי למכפלת ערך המטענים, וביחס הפוך לריבוע המרחק המפריד ביניהם. זה בא לידי ביטוי מתמטי באופן הבא:
F = K. [(Q1 x Q2) / r2]
איפה:
- F הוא הכוח החשמלי.
- ש הם החיובים.
- r הוא המרחק שמפריד ביניהם.
- K הוא קבוע של מידתיות המוגדר כ-9.109 N.m2 / C2.