Свойства электрических зарядов

Физика > Свойства электрических зарядов

 

Читайте характеристику электрического заряда. Узнайте единицу измерения, положительный и отрицательный заряд, закон Кулона, электрическое поле, формула.

Электрический заряд выступает фундаментальным физическим свойством материи.

Задача обучения

• Дать характеристику электрическому заряду и описать релятивистскую инвариантность и сбережение в замкнутых системах.

Основные пункты

• Электрический заряд вычисляется в кулонах (С) и достигает 6.242 х 10¹⁸е, где е – заряд протона. Заряды бывают положительными и отрицательными. Сингулярный протон обладает зарядом 1.602 х 10^-19С, а у электрона -1.602 х 10^-19С.
• Электрический заряд, как и масса, сберегается. Сила, сформированная двумя зарядами, приобретает тот же вид, что и две массы. Сила от электрического поля выступает консервативной и центральной.
• Электрический заряд – релятивистский инвариант. То есть, он не зависит от скорости. А вот масса будет расти экспоненциально по мере приближения скорости к световой (заряд останется стабильным).

Термины

• Сила тяжести – результирующая сила на земной поверхности, созданная вращением планеты.
• Кулон – производная единица электрического заряда. Это перенос 1 Ампера за секунду. Передается символом С.
• Электрическое поле – участок пространства вокруг заряженной частички или между двумя напряжениями. Воздействуют на заряженные объекты, расположенные рядом.

Свойства электрического заряда

Электрический заряд выступает свойством материи. Единица передается кулоном (С), достигающим 6.242 х 10¹⁸е, где е – заряд протона. Заряды бывают положительными и отрицательными. Сингулярный протон обладает зарядом 1.602 х 10^-19С, а у электрона -1.602 х 10^-19С.

Неизменность

Подобно массе, электрический заряд сберегается в системе. Пока она остается непроницаемой, количество заряда будет стабильным. Но не стоит забывать, что электрический заряд выступает релятивистским инвариантом. То есть, на него не влияет скорость. Масса частички будет расти экспоненциально по мере приближения скорости к световой, но заряд остается стабильным.

Независимость электрического заряда от скорости сумели доказать экспериментально. Для этого брали быстро перемещающиеся ядра гелия и два отдельных медленных дейтерия.

Притяжение и отталкивание

Электрический заряд способен создавать силы, которые привлекают и отражают материю. Масса может только притягивать материю. Но их формулы удивительно похожи. Для электрических полей сила связана с зарядами и дистанцией через уравнение:

 (π и ε₀ – постоянные). Перед вами закон Кулона.

Силы (F₁ и F₂) суммируют для выведения полной силы, рассчитываемой по закону Кулона. Она выступает пропорциональной произведению зарядов (q₁ и q₂) и обратно пропорциональной квадрату дистанции между ними

Формула гравитационной силы обладает той же формой, что и закон Кулона, но связывает две массы и применяет другую постоянную. Обе функционируют в вакууме и представляют собою центральные и консервативные силы. Если сравниваете подобные термины, то не забывайте, что зарядный контакт намного превосходит массовый. Например, отталкивание между двумя электронами в 10⁴² раз мощнее их гравитационного притяжения.