ładunek (ładunek elektryczny)

, Author

W fizyce, ładunek, zwany także ładunkiem elektrycznym, ładunkiem elektrycznym albo ładunkiem elektrostatycznym i symbolizowany q, jest cechą jednostki materii wyrażającą stopień, w jakim ma ona więcej albo mniej elektronów niż protonów. W atomach elektron niesie ujemny ładunek elementarny lub jednostkowy; proton niesie ładunek dodatni. Te dwa rodzaje ładunków są równe i przeciwne.

W atomie materii, ładunek elektryczny występuje zawsze, gdy liczba protonów w jądrze różni się od liczby elektronów otaczających to jądro. Jeśli elektronów jest więcej niż protonów, atom ma ładunek ujemny. Jeśli elektronów jest mniej niż protonów, atom ma ładunek dodatni. Ładunek przenoszony przez atom jest zawsze wielokrotnością ładunku elementarnego, to znaczy ładunku przenoszonego przez pojedynczy elektron lub pojedynczy proton. Cząstka, atom lub obiekt o ładunku ujemnym jest określany jako posiadający ujemną polaryzację elektryczną; cząstka, atom lub obiekt o ładunku dodatnim jest określany jako posiadający dodatnią polaryzację elektryczną.

W obiekcie składającym się z wielu atomów, ładunek netto jest równy sumie arytmetycznej, biorąc pod uwagę polaryzację, ładunków wszystkich atomów razem wziętych. W masywnej próbce może to być znaczna ilość ładunków elementarnych. Jednostką ładunku elektrycznego w Międzynarodowym Układzie Jednostek Miar jest kulomb (symbol C), gdzie 1 C jest równy około 6,24 x 1018 ładunków elementarnych. Nie jest niczym niezwykłym, że przedmioty w świecie rzeczywistym posiadają ładunki o wartości wielu kulombów.

Pole elektryczne, zwane również polem elektrycznym lub polem elektrostatycznym, otacza każdy obiekt posiadający ładunek. Natężenie pola elektrycznego w danej odległości od obiektu jest wprost proporcjonalne do ilości ładunku na tym obiekcie. W pobliżu dowolnego obiektu o stałym ładunku elektrycznym natężenie pola elektrycznego maleje proporcjonalnie do kwadratu odległości od obiektu (czyli działa zgodnie z prawem odwrotności kwadratu).

Gdy dwa obiekty posiadające ładunek elektryczny znajdą się w swoim sąsiedztwie, powstaje między nimi siła elektrostatyczna. (Siły tej nie należy mylić z siłą elektromotoryczną, znaną również jako napięcie). Jeśli ładunki elektryczne mają tę samą polaryzację, siła elektrostatyczna jest odpychająca. Jeśli ładunki elektryczne mają przeciwną biegunowość, siła elektrostatyczna jest przyciągająca. W wolnej przestrzeni (próżni), jeśli ładunki na dwóch pobliskich obiektach w kulombach wynoszą q1 i q2, a środki obiektów są oddalone od siebie o odległość r w metrach, to siła netto F między obiektami, w niutonach, jest dana następującym wzorem:

F = (q1q2) / (4 lub2)

gdzie o jest przenikalnością wolnej przestrzeni, stałą fizyczną, a jest stosunkiem obwodu koła do jego średnicy, bezwymiarową stałą matematyczną. Dodatnia siła netto jest odpychająca, a ujemna siła netto jest przyciągająca. Zależność ta znana jest jako prawo Coulomba.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.