Φυσική

Ηλεκτροστατικό


Ηλεκτρικά φορτία

Το όλο θέμα που γνωρίζουμε αποτελείται από μόρια. Αυτό, με τη σειρά του, αποτελείται από άτομα, τα οποία αποτελούνται από τρεις τύπους στοιχειωδών σωματιδίων: πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια.

Τα άτομα σχηματίζονται από έναν πυρήνα, όπου τα πρωτόνια και τα νετρόνια είναι, και μια ηλεκτροσφαίρα, όπου τα ηλεκτρόνια παραμένουν σε τροχιά.

Τα πρωτόνια και τα νετρόνια έχουν περίπου ίση μάζα, αλλά τα ηλεκτρόνια έχουν χιλιάδες φορές λιγότερη μάζα. Όντας m η μάζα των πρωτονίων, μπορούμε να αντιπροσωπεύουμε τη μάζα των ηλεκτρονίων ως:

Δηλαδή, η μάζα των ηλεκτρονίων είναι περίπου 2.000 φορές μικρότερη από τη μάζα των πρωτονίων.

Μπορούμε να αντιπροσωπεύσουμε ένα άτομο, αν και εκτός κλίμακας, από:

Εάν μπορούσαμε να χωρίσουμε πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια από ένα άτομο και να τα πετάξουμε προς ένα μαγνήτη, τα πρωτόνια θα μετατοπίζονταν σε μία κατεύθυνση, τα ηλεκτρόνια σε μια διεύθυνση αντίθετη από την μετατόπιση των πρωτονίων και τα νετρόνια δεν θα επηρεάζονταν.

Αυτή η ιδιότητα καθενός από τα σωματίδια ονομάζεται ηλεκτρική φόρτιση. Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα σωματίδια, τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά φορτισμένα και τα νετρόνια φορτώνονται ουδέτερα.

Ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο έχουν ίσες απόλυτες τιμές, αν και έχουν αντίθετες ενδείξεις. Η τιμή φόρτισης ενός πρωτονίου ή ενός ηλεκτρονίου ονομάζεται στοιχειακό ηλεκτρικό φορτίο και συμβολίζεται με και.

Η μονάδα μέτρησης που υιοθετείται διεθνώς για τη μέτρηση των ηλεκτρικών φορτίων είναι η μονάδα μέτρησης coulomb (C).

Το στοιχειώδες ηλεκτρικό φορτίο είναι η μικρότερη ποσότητα φορτίου που βρίσκεται στη φύση, συγκρίνοντας αυτή την τιμή με το coulomb, έχουμε τη σχέση:

Η μονάδα coulomb ορίζεται με βάση τη γνώση των πυκνοτήτων ηλεκτρικού ρεύματος, μετρούμενη σε ampere (A), καθώς οι μονάδες τους είναι αλληλεξαρτώμενες.

Ένα coulomb ορίζεται ως η ποσότητα του ηλεκτρικού φορτίου που διασχίζει σε ένα δευτερόλεπτο, η διατομή ενός αγωγού που διασχίζεται από ένα ρεύμα ίσο με 1 amp.