Mis on tasu? Laengute liigid ja nende koostoime. Elektrilaeng – positiivne ja negatiivne

01.10.2019

Ma arvan, et ma pole ainuke, kes tahtis ja tahab siiani kombineerida valemit, mis kirjeldab kehade gravitatsioonilist vastasmõju (Gravitatsiooni seadus) , mille valem on pühendatud elektrilaengute vastastikmõjule (Coulombi seadus ). Nii et teeme ära!

Mõistete vahele on vaja panna võrdusmärk kaal Ja positiivne laeng , samuti mõistete vahel antimass Ja negatiivne laeng .

Positiivne laeng (või mass) iseloomustab Yin osakesi (koos tõmbeväljadega) – st. eetri neelamine ümbritsevast eeterväljast.

Ja negatiivne laeng (või antimass) iseloomustab Yangi osakesi (tõukeväljadega) – st. eetri kiirgamine ümbritsevasse eetervälja.

Rangelt võttes näitab mass (või positiivne laeng) ja ka antimass (või negatiivne laeng) meile seda, et antud osake neelab (või kiirgab) eetrit.

Mis puudutab elektrodünaamika seisukohta, et toimub sama märgiga (nii negatiivse kui positiivse) laengute tõrjumine ja eri märgiga laengute üksteise külgetõmbejõud, siis see pole päris täpne. Ja selle põhjuseks on elektromagnetismi katsete mitte täiesti õige tõlgendus.

Atraktiivsete väljadega (positiivselt laetud) osakesed ei tõrju üksteist kunagi. Nad lihtsalt tõmbavad. Kuid tõukeväljadega (negatiivselt laetud) osakesed tõrjuvad üksteist alati (ka magneti negatiivselt pooluselt).

Atraktiivsete väljadega (positiivselt laetud) osakesed meelitavad enda poole mis tahes osakesi: nii negatiivselt laetud (tõukeväljadega) kui ka positiivselt laetud (atraktiivsete väljadega). Kui aga mõlemal osakesel on atraktiivne väli, siis see, mille atraktiivne väli on suurem, nihutab teist osakest enda poole suuremal määral kui väiksema atraktiivsusväljaga osake.

Mateeria – antiaine.

Füüsikas asja Nad nimetavad kehadeks, samuti keemilisi elemente, millest need kehad on ehitatud, ja ka elementaarosakesi. Üldiselt võib termini sellisel viisil kasutamist pidada ligikaudu õigeks. Pealegi Asi , esoteerilisest vaatenurgast on need jõukeskused, elementaarosakeste sfäärid. Keemilised elemendid on ehitatud elementaarosakestest ja kehad keemilistest elementidest. Kuid lõpuks selgub, et kõik koosneb elementaarosakestest. Aga kui täpne olla, siis me näeme enda ümber mitte Mateeriat, vaid Hingeid – s.t. elementaarosakesed. Elementaarosakesel, erinevalt jõukeskusest (s.o hing, erinevalt mateeriast), on omadus - eeter tekib ja kaob selles.

Kontseptsioon aine võib pidada sünonüümiks füüsikas kasutatava aine mõistega. Substants on otseses mõttes see, millest koosnevad inimest ümbritsevad asjad, s.t. keemilised elemendid ja nende ühendid. Ja keemilised elemendid, nagu juba märgitud, koosnevad elementaarosakestest.

Aine ja aine kohta teaduses on olemas antonüümsed mõisted - antiaine Ja antiaine , mis on üksteise sünonüümid.

Teadlased tunnistavad antiaine olemasolu. Kuid see, mida nad arvavad antiaineks, ei ole tegelikult antiaine. Tegelikult on antiaine teaduses alati käepärast olnud ja kaudselt avastatud juba ammu, alates elektromagnetismiga seotud katsete algusest. Ja me saame pidevalt tunda selle olemasolu ilminguid meid ümbritsevas maailmas. Antiaine tekkis Universumis koos ainega just sel hetkel, kui tekkisid elementaarosakesed (Hinged). Aine – need on Yini osakesed (st osakesed, millel on tõmbeväljad). Antiaine (antiaine) on Yangi osakesed (tõukeväljaga osakesed).

Yin- ja Yang-osakeste omadused on otseselt vastandlikud ja seetõttu sobivad nad suurepäraselt otsitava aine ja antiaine rolli.

Elementaarosakesi täitev eeter on nende liikumapanev tegur

"Elementaarosakese jõukeskus kipub alati liikuma koos eetriga, mis praegu seda osakest täidab (ja moodustab selle), samas suunas ja sama kiirusega."

Eeter on elementaarosakeste liikumapanev tegur. Kui osakest täitev eeter on puhkeolekus, siis on osake ise paigal. Ja kui osakese eeter liigub, liigub ka osake.

Seega, kuna Universumi eetervälja eetri ja osakeste eetri vahel ei ole vahet, on kõik eetri käitumise põhimõtted rakendatavad ka elementaarosakeste suhtes. Kui osakese kuuluv eeter liigub parajasti eetri puuduse tekke poole (vastavalt eetri käitumise esimesele põhimõttele - "eeterväljas ei ole eeterlikke tühimikke") või eemaldub üleliigsest (vastavalt eetri käitumise teisele põhimõttele - "Eeterväljas pole eetri liigse tihedusega piirkondi"), liigub osake sellega samas suunas ja sama kiirusega. .

Mis on tugevus? Jõudude klassifikatsioon

Üks põhilisi suurusi füüsikas üldiselt ja eriti ühes selle alajaotuses - mehaanikas on Jõud . Aga mis see on, kuidas saab seda iseloomustada ja toetada miski reaalsuses eksisteerivaga?

Esmalt avame suvalise füüsilise entsüklopeedilise sõnaraamatu ja loeme definitsiooni.

« Jõud mehaanikas - teiste kehade mehaanilise mõju mõõt antud materiaalsele kehale" (FES, "Jõud", toimetanud A. M. Prohhorov).

Nagu näete, ei kanna jõud tänapäeva füüsikas teavet millegi konkreetse, materiaalse kohta. Kuid samas on Jõu ilmingud enam kui konkreetsed. Olukorra parandamiseks peame vaatama Jõudu okultismi vaatenurgast.

Esoteerilisest vaatenurgast Jõud – see pole midagi muud kui Vaim, Eeter, Energia. Ja Hing, nagu mäletate, on samuti Vaim, ainult "rõngasse haavatud". Seega on nii vaba Vaim jõud kui ka hing (lukustatud vaim) on jõud. See teave on meile tulevikus suureks abiks.

Vaatamata mõningasele ebamäärasusele Jõu määratluses on sellel täiesti materiaalne alus. See ei ole üldse abstraktne mõiste, nagu see praegu füüsikas ilmneb.

Jõud- see on põhjus, mis paneb eetri lähenema oma defitsiidile või eemalduma oma liiast. Meid huvitab elementaarosakestes (hingedes) sisalduv eeter, seetõttu on meie jaoks jõud ennekõike põhjus, mis õhutab osakesi liikuma. Iga elementaarosake on jõud, kuna see mõjutab otseselt või kaudselt teisi osakesi.

Tugevust saate mõõta kiiruse abil, millega osakese eeter liiguks selle Jõu mõjul, kui osakesele ei mõjuks teised jõud. Need. osakese liikumist põhjustava eeterliku voolu kiirus on selle Jõu suurus.

Klassifitseerime kõik osakestes tekkivate jõudude tüübid sõltuvalt neid põhjustavast põhjusest.

Tõmbejõud (Striving of Attraction).

Selle Jõu tekkimise põhjuseks on eetri puudumine, mis tekib kõikjal Universumi eeterväljas.

Need. Osakeses oleva külgetõmbejõu tekkimise põhjuseks on iga teine osake, mis neelab Eetrit, s.t. moodustades tõmbevälja.

Tõrjumisjõud (Tõrjumise tendents).

Selle Jõu tekkimise põhjuseks on eetri liig, mis tekib kõikjal Universumi eeterväljas.

Elektrilaeng– füüsikaline suurus, mis iseloomustab kehade võimet astuda elektromagnetilistesse vastasmõjudesse. Mõõdetud kulonides.

Elementaarne elektrilaeng– elementaarosakeste minimaalne laeng (prootoni ja elektroni laeng).

Kehal on laeng, tähendab, et sellel on täiendavaid või puuduvaid elektrone. See tasu on määratud q=ne. (see võrdub elementaarlaengute arvuga).

Elektrifitseerige keha– tekitada elektronide üle- ja defitsiiti. Meetodid: elektrifitseerimine hõõrdumise teel Ja elektrifitseerimine kontakti teel.

Punkt koit d on keha laeng, mida võib võtta kui materiaalset punkti.

Testi tasu() – punkt, väike laeng, alati positiivne – kasutatakse elektrivälja uurimiseks.

Laengu jäävuse seadus:isoleeritud süsteemis jääb kõigi kehade laengute algebraline summa nende kehade omavahelise interaktsiooni korral konstantseks.

Coulombi seadus:kahe punktlaengu vastastikmõju jõud on võrdeline nende laengute korrutisega, pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga, sõltuvad keskkonna omadustest ja on suunatud piki nende keskpunkte ühendavat sirgjoont.

, Kus
F/m, Cl 2 /nm 2 – dielektrik. kiire. vaakum

- seostub. dielektriline konstant (> 1)

- absoluutne dielektriline läbilaskvus. keskkond

Elektriväli– materiaalne keskkond, mille kaudu toimub elektrilaengute vastastikmõju.

Elektrivälja omadused:

Pinge(E) on vektorsuurus, mis on võrdne antud punkti asetatud ühikulisele katselaengule mõjuva jõuga.

Mõõdetud N/C.

Suund– sama, mis tegutseval jõul.

Pinge ei sõltu ei katselaengu tugevuse ega suuruse kohta.

Elektriväljade superpositsioon: mitme laengu tekitatud väljatugevus võrdub iga laengu väljatugevuste vektorsummaga:

Graafiliselt Elektrooniline väli on kujutatud pingutusjoonte abil.

Pingutusjoon– sirge, mille puutuja igas punktis ühtib pingevektori suunaga.

Pingutusjoonte omadused: need ei ristu, igast punktist saab tõmmata ainult ühe sirge; need ei ole suletud, nad jätavad positiivse laengu ja sisenevad negatiivsesse või hajuvad lõpmatusse.

Väljade tüübid:

Ühtlane elektriväli– väli, mille intensiivsuse vektor igas punktis on sama suuruse ja suunaga.

Ebaühtlane elektriväli– väli, mille intensiivsusvektor igas punktis on suuruse ja suuna poolest ebavõrdne.

Pidev elektriväli– pingevektor ei muutu.

Muutuv elektriväli– pingevektor muutub.

Elektrivälja poolt tehtav töö laengu liigutamiseks.

, kus F on jõud, S on nihe, - nurk F ja S vahel.

Ühtlase välja puhul: jõud on konstantne.

Töö ei sõltu trajektoori kujust; suletud rada pidi liikumiseks tehtud töö on null.

Ebaühtlase välja puhul:

Elektrivälja potentsiaal– selle töö suhe, mida väli teeb katseelektrilaengu viimisel lõpmatuseni, selle laengu suurusesse.

-potentsiaal– väljale iseloomulik energia. Mõõdetud voltides

Potentsiaalne erinevus:

Kui
, See

, Tähendab

-potentsiaalne gradient.

Ühtse välja jaoks: potentsiaalide erinevus – Pinge:

. Seda mõõdetakse voltides, seadmed on voltmeetrid.

Elektriline võimsus– kehade võime koguda elektrilaengut; laengu ja potentsiaali suhe, mis on antud juhi puhul alati konstantne.

Ei sõltu laengust ega potentsiaalist. Kuid see sõltub juhi suurusest ja kujust; keskkonna dielektriliste omaduste kohta.

, kus r on suurus,
- keha ümbritseva keskkonna läbilaskvus.

Elektriline võimsus suureneb, kui läheduses on mõni keha – juht või dielektrik.

Kondensaator– seade laengu kogumiseks. Elektriline võimsus:

Lame kondensaator– kaks metallplaati, mille vahel on dielektrik. Lamekondensaatori elektriline võimsus:

, kus S on plaatide pindala, d on plaatide vaheline kaugus.

Laetud kondensaatori energia võrdne tööga, mida elektriväli teeb laengu ülekandmisel ühelt plaadilt teisele.

Väikese tasu ülekanne
, muutub pinge väärtuseks
, töö on tehtud
. Sest
ja C =konst,
. Siis
. Integreerime:

Elektrivälja energia:
, kus V = Sl on elektrivälja poolt hõivatud ruumala

Ebaühtlase välja jaoks:
.

Mahuline elektrivälja tihedus:
. Mõõdetud J/m 3.

Elektriline dipool– süsteem, mis koosneb kahest võrdsest, kuid märgilt vastandlikust punktelektrilaengust, mis asuvad üksteisest teatud kaugusel (dipoolõlg -l).

Dipooli peamine omadus on dipoolmoment– vektor, mis võrdub laengu ja dipoolõla korrutisega, mis on suunatud negatiivsest laengust positiivsele. Määratud
. Mõõdetud kulonimeetrites.

Dipool ühtlases elektriväljas.

Dipooli igale laengule mõjuvad järgmised jõud:
Ja
. Need jõud on vastassuunalised ja tekitavad jõudude paari momendi - pöördemomendi:, kus

M – pöördemoment F – dipoolile mõjuvad jõud

d – künnisõlg – dipoolõlg

p – dipoolmoment E – pinge

- nurk p Eq – laeng

Pöördemomendi mõjul dipool pöörleb ja joondub pingejoonte suunas. Vektorid p ja E on paralleelsed ja ühesuunalised.

Dipool ebaühtlases elektriväljas.

Seal on pöördemoment, mis tähendab, et dipool hakkab pöörlema. Kuid jõud on ebavõrdne ja dipool liigub sinna, kus jõud on suurem.

-pinge gradient. Mida suurem on pingegradient, seda suurem on külgjõud, mis tõmbab dipooli. Dipool on orienteeritud piki jõujooni.

Dipooli sisemine väli.

Aga . Seejärel:

Olgu dipool punktis O ja selle õlg väike. Seejärel:

Valem saadi, võttes arvesse:

Seega sõltub potentsiaalide erinevus poolnurga siinusest, mille juures dipoolpunktid on nähtavad, ja dipoolmomendi projektsioonist neid punkte ühendavale sirgele.

Dielektrikud elektriväljas.

Dielektriline- aine, millel ei ole vabu laenguid ja mis seetõttu ei juhi elektrivoolu. Tegelikult on juhtivus siiski olemas, kuid see on tühine.

Dielektriklassid:

polaarsete molekulidega (vesi, nitrobenseen): molekulid ei ole sümmeetrilised, positiivsete ja negatiivsete laengute massikeskmed ei lange kokku, mis tähendab, et neil on dipoolmoment ka siis, kui elektriväli puudub.

mittepolaarsete molekulidega (vesinik, hapnik): molekulid on sümmeetrilised, positiivsete ja negatiivsete laengute massikeskmed langevad kokku, mis tähendab, et neil puudub elektrivälja puudumisel dipoolmoment.

kristalne (naatriumkloriid): kahe alamvõre kombinatsioon, millest üks on positiivselt ja teine negatiivselt laetud; elektrivälja puudumisel on kogu dipoolmoment null.

Polarisatsioon– laengute ruumilise eraldamise protsess, seotud laengute tekkimine dielektriku pinnale, mis viib dielektriku sees oleva välja nõrgenemiseni.

Polariseerimismeetodid:

1. meetod – elektrokeemiline polarisatsioon:

Elektroodidel – katioonide ja anioonide liikumine nende poole, ainete neutraliseerimine; moodustuvad positiivsete ja negatiivsete laengute alad. Vool väheneb järk-järgult. Neutraliseerimismehhanismi loomise kiirust iseloomustab relaksatsiooniaeg - see on aeg, mille jooksul polarisatsiooni emf suureneb 0-st maksimumini alates välja rakendamise hetkest. = 10 -3 -10 -2 s.

2. meetod – orientatsiooniline polarisatsioon:

Dielektriku pinnale tekivad kompenseerimata polaarsed, s.o. ilmneb polarisatsiooni nähtus. Dielektriku sees olev pinge on väiksem kui välispinge. Lõõgastusaeg: = 10 -13 -10 -7 s. Sagedus 10 MHz.

3. meetod – elektrooniline polarisatsioon:

Iseloomulik mittepolaarsetele molekulidele, mis muutuvad dipoolideks. Lõõgastusaeg: = 10 -16 -10 -14 s. Sagedus 10 8 MHz.

4. meetod – ioonide polarisatsioon:

Kaks võret (Na ja Cl) on üksteise suhtes nihkunud.

Lõõgastusaeg:

5. meetod – mikrostruktuurne polarisatsioon:

Iseloomulik bioloogilistele struktuuridele, kui laetud ja laenguta kihid vahelduvad. Poolläbilaskvatel või ioone mitteläbilaskvatel vaheseintel toimub ioonide ümberjaotumine.

Lõõgastusaeg: =10 -8 -10 -3 s. Sagedus 1KHz

Polarisatsiooniastme numbrilised omadused:

Elekter– see on tasuta tasude järjestatud liikumine aines või vaakumis.

Elektrivoolu olemasolu tingimused:

tasuta tasude olemasolu

elektrivälja olemasolu, s.o. nendele laengutele mõjuvad jõud

Praegune tugevus– väärtus, mis on võrdne laenguga, mis läbib juhi mis tahes ristlõike ajaühikus (1 sekund)

Mõõdetud amprites.

n – laengu kontsentratsioon

q – laengu väärtus

S – juhi ristlõikepindala

- osakeste suunalise liikumise kiirus.

Laetud osakeste liikumiskiirus elektriväljas on väike - 7 * 10 -5 m/s, elektrivälja levimise kiirus on 3 * 10 8 m/s.

Voolu tihedus– laengu hulk, mis läbib 1 m2 ristlõike 1 sekundi jooksul.

. Mõõdetud A/m2.

- elektriväljast ioonile mõjuv jõud on võrdne hõõrdejõuga

- ioonide liikuvus

- ioonide suunalise liikumise kiirus = liikuvus, väljatugevus

Mida suurem on ioonide kontsentratsioon, nende laeng ja liikuvus, seda suurem on elektrolüüdi erijuhtivus. Temperatuuri tõustes suureneb ioonide liikuvus ja suureneb elektrijuhtivus.

Elektrilaeng– füüsikaline suurus, mis iseloomustab kehade võimet astuda elektromagnetilistesse vastasmõjudesse. Mõõdetud kulonides.

Elementaarne elektrilaeng– elementaarosakeste minimaalne laeng (prootoni ja elektroni laeng).

Kehal on laeng, tähendab, et sellel on täiendavaid või puuduvaid elektrone. See tasu on määratud q=ne. (see võrdub elementaarlaengute arvuga).

Elektrifitseerige keha– tekitada elektronide üle- ja defitsiiti. Meetodid: elektrifitseerimine hõõrdumise teel Ja elektrifitseerimine kontakti teel.

Punkt koit d on keha laeng, mida võib võtta kui materiaalset punkti.

Testi tasu() – punkt, väike laeng, alati positiivne – kasutatakse elektrivälja uurimiseks.

Laengu jäävuse seadus:isoleeritud süsteemis jääb kõigi kehade laengute algebraline summa nende kehade omavahelise interaktsiooni korral konstantseks.

, Kus
F/m, Cl 2 /nm 2 – dielektrik. kiire. vaakum

- seostub. dielektriline konstant (> 1)

- absoluutne dielektriline läbilaskvus. keskkond

Elektriväli– materiaalne keskkond, mille kaudu toimub elektrilaengute vastastikmõju.

Elektrivälja omadused:

Pinge(E) on vektorsuurus, mis on võrdne antud punkti asetatud ühikulisele katselaengule mõjuva jõuga.

Mõõdetud N/C.

Suund– sama, mis tegutseval jõul.

Pinge ei sõltu ei katselaengu tugevuse ega suuruse kohta.

Elektriväljade superpositsioon: mitme laengu tekitatud väljatugevus võrdub iga laengu väljatugevuste vektorsummaga:

Graafiliselt Elektrooniline väli on kujutatud pingutusjoonte abil.

Pingutusjoon– sirge, mille puutuja igas punktis ühtib pingevektori suunaga.

Pingutusjoonte omadused: need ei ristu, igast punktist saab tõmmata ainult ühe sirge; need ei ole suletud, nad jätavad positiivse laengu ja sisenevad negatiivsesse või hajuvad lõpmatusse.

Väljade tüübid:

Ühtlane elektriväli– väli, mille intensiivsuse vektor igas punktis on sama suuruse ja suunaga.

Ebaühtlane elektriväli– väli, mille intensiivsusvektor igas punktis on suuruse ja suuna poolest ebavõrdne.

Pidev elektriväli– pingevektor ei muutu.

Muutuv elektriväli– pingevektor muutub.

Elektrivälja poolt tehtav töö laengu liigutamiseks.

, kus F on jõud, S on nihe, - nurk F ja S vahel.

Ühtlase välja puhul: jõud on konstantne.

Töö ei sõltu trajektoori kujust; suletud rada pidi liikumiseks tehtud töö on null.

Ebaühtlase välja puhul:

Elektrivälja potentsiaal– selle töö suhe, mida väli teeb katseelektrilaengu viimisel lõpmatuseni, selle laengu suurusesse.

-potentsiaal– väljale iseloomulik energia. Mõõdetud voltides

Potentsiaalne erinevus:

Kui
, See

, Tähendab

-potentsiaalne gradient.

Ühtse välja jaoks: potentsiaalide erinevus – Pinge:

. Seda mõõdetakse voltides, seadmed on voltmeetrid.

Elektriline võimsus– kehade võime koguda elektrilaengut; laengu ja potentsiaali suhe, mis on antud juhi puhul alati konstantne.

Ei sõltu laengust ega potentsiaalist. Kuid see sõltub juhi suurusest ja kujust; keskkonna dielektriliste omaduste kohta.

, kus r on suurus,
- keha ümbritseva keskkonna läbilaskvus.

Elektriline võimsus suureneb, kui läheduses on mõni keha – juht või dielektrik.

Kondensaator– seade laengu kogumiseks. Elektriline võimsus:

Lame kondensaator– kaks metallplaati, mille vahel on dielektrik. Lamekondensaatori elektriline võimsus:

, kus S on plaatide pindala, d on plaatide vaheline kaugus.

Laetud kondensaatori energia võrdne tööga, mida elektriväli teeb laengu ülekandmisel ühelt plaadilt teisele.

Väikese tasu ülekanne
, muutub pinge väärtuseks
, töö on tehtud
. Sest
ja C =konst,
. Siis
. Integreerime:

Elektrivälja energia:
, kus V = Sl on elektrivälja poolt hõivatud ruumala

Ebaühtlase välja jaoks:
.

Mahuline elektrivälja tihedus:
. Mõõdetud J/m 3.

Elektriline dipool– süsteem, mis koosneb kahest võrdsest, kuid märgilt vastandlikust punktelektrilaengust, mis asuvad üksteisest teatud kaugusel (dipoolõlg -l).

Dipooli peamine omadus on dipoolmoment– vektor, mis võrdub laengu ja dipoolõla korrutisega, mis on suunatud negatiivsest laengust positiivsele. Määratud
. Mõõdetud kulonimeetrites.

Dipool ühtlases elektriväljas.

Dipooli igale laengule mõjuvad järgmised jõud:
Ja
. Need jõud on vastassuunalised ja tekitavad jõudude paari momendi - pöördemomendi:, kus

M – pöördemoment F – dipoolile mõjuvad jõud

d – künnisõlg – dipoolõlg

p – dipoolmoment E – pinge

- nurk p Eq – laeng

Pöördemomendi mõjul dipool pöörleb ja joondub pingejoonte suunas. Vektorid p ja E on paralleelsed ja ühesuunalised.

Dipool ebaühtlases elektriväljas.

Seal on pöördemoment, mis tähendab, et dipool hakkab pöörlema. Kuid jõud on ebavõrdne ja dipool liigub sinna, kus jõud on suurem.

-pinge gradient. Mida suurem on pingegradient, seda suurem on külgjõud, mis tõmbab dipooli. Dipool on orienteeritud piki jõujooni.

Dipooli sisemine väli.

Aga . Seejärel:

Olgu dipool punktis O ja selle õlg väike. Seejärel:

Valem saadi, võttes arvesse:

Seega sõltub potentsiaalide erinevus poolnurga siinusest, mille juures dipoolpunktid on nähtavad, ja dipoolmomendi projektsioonist neid punkte ühendavale sirgele.

Dielektrikud elektriväljas.

Dielektriline- aine, millel ei ole vabu laenguid ja mis seetõttu ei juhi elektrivoolu. Tegelikult on juhtivus siiski olemas, kuid see on tühine.

Dielektriklassid:

kristalne (naatriumkloriid): kahe alamvõre kombinatsioon, millest üks on positiivselt ja teine negatiivselt laetud; elektrivälja puudumisel on kogu dipoolmoment null.

Polarisatsioon– laengute ruumilise eraldamise protsess, seotud laengute tekkimine dielektriku pinnale, mis viib dielektriku sees oleva välja nõrgenemiseni.

Polariseerimismeetodid:

1. meetod – elektrokeemiline polarisatsioon:

2. meetod – orientatsiooniline polarisatsioon:

Dielektriku pinnale tekivad kompenseerimata polaarsed, s.o. ilmneb polarisatsiooni nähtus. Dielektriku sees olev pinge on väiksem kui välispinge. Lõõgastusaeg: = 10 -13 -10 -7 s. Sagedus 10 MHz.

3. meetod – elektrooniline polarisatsioon:

Iseloomulik mittepolaarsetele molekulidele, mis muutuvad dipoolideks. Lõõgastusaeg: = 10 -16 -10 -14 s. Sagedus 10 8 MHz.

4. meetod – ioonide polarisatsioon:

Kaks võret (Na ja Cl) on üksteise suhtes nihkunud.

Lõõgastusaeg:

5. meetod – mikrostruktuurne polarisatsioon:

Iseloomulik bioloogilistele struktuuridele, kui laetud ja laenguta kihid vahelduvad. Poolläbilaskvatel või ioone mitteläbilaskvatel vaheseintel toimub ioonide ümberjaotumine.

Lõõgastusaeg: =10 -8 -10 -3 s. Sagedus 1KHz

Polarisatsiooniastme numbrilised omadused:

Elekter– see on tasuta tasude järjestatud liikumine aines või vaakumis.

Elektrivoolu olemasolu tingimused:

tasuta tasude olemasolu

elektrivälja olemasolu, s.o. nendele laengutele mõjuvad jõud

Praegune tugevus– väärtus, mis on võrdne laenguga, mis läbib juhi mis tahes ristlõike ajaühikus (1 sekund)

Mõõdetud amprites.

n – laengu kontsentratsioon

q – laengu väärtus

S – juhi ristlõikepindala

- osakeste suunalise liikumise kiirus.

Laetud osakeste liikumiskiirus elektriväljas on väike - 7 * 10 -5 m/s, elektrivälja levimise kiirus on 3 * 10 8 m/s.

Voolu tihedus– laengu hulk, mis läbib 1 m2 ristlõike 1 sekundi jooksul.

. Mõõdetud A/m2.

- elektriväljast ioonile mõjuv jõud on võrdne hõõrdejõuga

- ioonide liikuvus

- ioonide suunalise liikumise kiirus = liikuvus, väljatugevus

Mida suurem on ioonide kontsentratsioon, nende laeng ja liikuvus, seda suurem on elektrolüüdi erijuhtivus. Temperatuuri tõustes suureneb ioonide liikuvus ja suureneb elektrijuhtivus.

Nagu Newtoni mehaanika keha gravitatsioonimassi mõiste, on laengu mõiste elektrodünaamikas esmane, põhimõiste.

Elektrilaeng on füüsikaline suurus, mis iseloomustab osakeste või kehade omadust astuda elektromagnetilise jõu vastastikmõjusse.

Elektrilaengut tähistatakse tavaliselt tähtedega q või K.

Kõigi teadaolevate eksperimentaalsete faktide kogum võimaldab meil teha järgmised järeldused:

Elektrilaenguid on kahte tüüpi, mida tinglikult nimetatakse positiivseteks ja negatiivseteks.

Laenguid saab üle kanda (näiteks otsekontakti teel) ühelt kehalt teisele. Erinevalt kehamassist ei ole elektrilaeng antud keha lahutamatu omadus. Samal kehal võib erinevates tingimustes olla erinev laeng.

Nagu laengud tõrjuvad, erinevalt laengud tõmbavad. See paljastab ka põhimõttelise erinevuse elektromagnetiliste ja gravitatsioonijõudude vahel. Gravitatsioonijõud on alati ligitõmbavad jõud.

Üks põhilisi loodusseadusi on eksperimentaalselt kindlaks tehtud elektrilaengu jäävuse seadus .

Eraldatud süsteemis jääb kõigi kehade laengute algebraline summa konstantseks:

q 1 + q 2 + q 3 + ... +qn= konst.

Elektrilaengu jäävuse seadus ütleb, et suletud kehade süsteemis ei ole võimalik jälgida ainult ühe märgiga laengute teket või kadumist.

Tänapäeva vaatenurgast on laengukandjad elementaarosakesed. Kõik tavalised kehad koosnevad aatomitest, mille hulka kuuluvad positiivselt laetud prootonid, negatiivselt laetud elektronid ja neutraalsed osakesed – neutronid. Prootonid ja neutronid on osa aatomituumadest, elektronid moodustavad aatomite elektronkihi. Prootoni ja elektroni elektrilaengud on suuruselt täpselt samad ja võrdsed elementaarlaenguga e.

Neutraalses aatomis on prootonite arv tuumas võrdne elektronide arvuga kestas. Seda numbrit kutsutakse aatomnumber . Teatud aine aatom võib kaotada ühe või mitu elektroni või saada juurde täiendava elektroni. Nendel juhtudel muutub neutraalne aatom positiivselt või negatiivselt laetud iooniks.

Laengut saab ühelt kehalt teisele üle kanda ainult osadena, mis sisaldavad täisarv elementaarlaenguid. Seega on keha elektrilaeng diskreetne suurus:

Nimetatakse füüsikalisi suurusi, mis võivad võtta ainult diskreetse väärtuste jada kvantiseeritud . Elementaarne tasu e on elektrilaengu kvant (väikseim osa). Tuleb märkida, et tänapäevases elementaarosakeste füüsikas eeldatakse nn kvarkide olemasolu - osakesed, millel on murdlaeng ja Samas pole kvarke veel vabas olekus täheldatud.

Tavalistes laborikatsetes on a elektromeeter ( või elektroskoobiga) - seade, mis koosneb metallvardast ja osutist, mis võib pöörata ümber horisontaaltelje (joonis 1.1.1). Noolevarras on metallkorpusest isoleeritud. Kui laetud keha puutub kokku elektromeetri vardaga, jaotuvad sama märgiga elektrilaengud üle varda ja osuti. Elektrilised tõukejõud põhjustavad nõela pöörlemise teatud nurga all, mille järgi saab hinnata elektromeetri vardale ülekantavat laengut.

Elektromeeter on üsna toores instrument; see ei võimalda uurida laengute vastastikmõju jõude. Statsionaarsete laengute vastastikmõju seaduse avastas esmakordselt prantsuse füüsik Charles Coulomb aastal 1785. Coulomb mõõtis oma katsetes laetud kuulide tõmbe- ja tõukejõude enda konstrueeritud seadme – torsioonbilansi – abil (joonis 1.1.2). , mida eristas äärmiselt kõrge tundlikkus. Näiteks pöörati tasakaaluvihk 1° võrra 10–9 N suuruse jõu mõjul.

Mõõtmiste idee põhines Coulombi hiilgaval oletusel, et kui laetud kuul puutub kokku täpselt sama laadimata kuuliga, jagatakse esimese laeng nende vahel võrdselt. Seega näidati võimalust palli laengu muutmiseks kaks, kolm jne korda. Coulombi katsetes mõõdeti vastastikmõju kuulide vahel, mille mõõtmed olid palju väiksemad kui nendevaheline kaugus. Selliseid laetud kehasid nimetatakse tavaliselt punktitasud.

Punkt tasu nimetatakse laetud kehaks, mille mõõtmed võib selle ülesande tingimustes tähelepanuta jätta.

Arvukate katsete põhjal kehtestas Coulomb järgmise seaduse:

Statsionaarsete laengute vastastikused jõud on otseselt võrdelised laengumoodulite korrutisega ja pöördvõrdelised nendevahelise kauguse ruuduga:

Koostoimejõud järgivad Newtoni kolmandat seadust:

Need on ühesuguste laengute tunnustega tõukejõud ja erineva märgiga tõmbejõud (joonis 1.1.3). Statsionaarsete elektrilaengute vastastikmõju nimetatakse elektrostaatiline või Coulomb interaktsiooni. Elektrodünaamika haru, mis uurib Coulombi interaktsiooni, nimetatakse elektrostaatika .

Punktlaenguga kehade puhul kehtib Coulombi seadus. Praktikas on Coulombi seadus hästi täidetud, kui laetud kehade suurused on palju väiksemad kui nendevaheline kaugus.

Proportsionaalsustegur k Coulombi seaduses sõltub ühikusüsteemi valikust. Rahvusvahelises SI-süsteemis võetakse laengu ühikuks ripats(Cl).

Ripats on laeng, mis läbib 1 s jooksul juhi ristlõike voolutugevusel 1 A. Voolu ühik (Amper) SI-s on koos pikkuse, aja ja massi ühikutega põhimõõtühik.

Koefitsient k SI-süsteemis kirjutatakse see tavaliselt järgmiselt:

Kus - elektriline konstant .

SI-süsteemis elementaarlaeng e võrdne:

Kogemused näitavad, et Coulombi interaktsioonijõud järgivad superpositsiooni põhimõtet:

Kui laetud keha interakteerub samaaegselt mitme laetud kehaga, siis antud kehale mõjuv jõud on võrdne sellele kehale kõigist teistest laetud kehadest mõjuvate jõudude vektorsummaga.

Riis. 1.1.4 selgitab superpositsiooni põhimõtet kolme laetud keha elektrostaatilise vastasmõju näitel.

Superpositsiooni põhimõte on põhiline loodusseadus. Selle kasutamine nõuab aga teatavat ettevaatust, kui räägime lõpliku suurusega laetud kehade vastastikmõjust (näiteks kaks juhtivat laetud kuuli 1 ja 2). Kui kahest laetud kuulist koosnevasse süsteemi tuuakse kolmas laetud kuul, muutub 1 ja 2 vastastikune mõju tasu ümberjagamine.

Superpositsiooni printsiip ütleb, et millal antud (fikseeritud) laengujaotus kõikidel kehadel ei sõltu kahe keha vahelise elektrostaatilise vastasmõju jõud teiste laetud kehade olemasolust.

« Füüsika – 10. klass"

Esiteks vaatleme lihtsaimat juhtumit, kui elektriliselt laetud kehad on puhkeolekus.

Elektrodünaamika haru, mis on pühendatud elektriliselt laetud kehade tasakaalutingimuste uurimisele, nimetatakse elektrostaatika.

Mis on elektrilaeng?
Millised tasud on?

Sõnadega elekter, elektrilaeng, elektrivool olete korduvalt kohtunud ja suutnud nendega harjuda. Kuid proovige vastata küsimusele: "Mis on elektrilaeng?" Kontseptsioon ise tasu- see on põhiline, esmane mõiste, mida ei saa meie teadmiste praegusel arengutasemel taandada ühelegi lihtsamale, elementaarsele mõistele.

Proovime kõigepealt välja selgitada, mida tähendab väide: "Sellel kehal või osakesel on elektrilaeng."

Kõik kehad on ehitatud kõige väiksematest osakestest, mis on jagamatud lihtsamateks ja seetõttu nimetatakse neid elementaarne.

Elementaarosakestel on mass ja tänu sellele tõmbuvad nad universaalse gravitatsiooni seaduse järgi üksteise poole. Kui osakeste vaheline kaugus suureneb, väheneb gravitatsioonijõud pöördvõrdeliselt selle kauguse ruuduga. Enamikul elementaarosakestest, kuigi mitte kõigil, on ka võime üksteisega suhelda jõuga, mis samuti väheneb pöördvõrdeliselt kauguse ruuduga, kuid see jõud on mitu korda suurem kui gravitatsioonijõud.

Nii et vesinikuaatomis, mis on skemaatiliselt näidatud joonisel 14.1, tõmbub elektron tuuma (prootoni) poole jõuga, mis on 10 39 korda suurem kui gravitatsiooniline külgetõmbejõud.

Kui osakesed interakteeruvad jõududega, mis kauguse suurenedes vähenevad samamoodi nagu universaalse gravitatsiooni jõud, kuid ületavad gravitatsioonijõude mitmekordselt, siis väidetavalt on neil osakestel elektrilaeng. Osakesi ise nimetatakse laetud.

On olemas osakesi ilma elektrilaenguta, kuid elektrilaengut ilma osakeseta pole.

Laetud osakeste vastastikmõju nimetatakse elektromagnetiline.

Elektrilaeng määrab elektromagnetiliste vastastikmõjude intensiivsuse, nii nagu mass määrab gravitatsioonilise vastastikmõju intensiivsuse.

Elementaarosakese elektrilaeng ei ole osakeses mingi eriline mehhanism, mida saaks sealt eemaldada, koostisosadeks lagundada ja uuesti kokku panna. Elektrilaengu olemasolu elektronil ja teistel osakestel tähendab ainult teatud jõudude vastastikmõju olemasolu nende vahel.

Sisuliselt ei tea me laengust midagi, kui me ei tea nende vastastikmõjude seadusi. Meie laengu ideedesse tuleks lisada teadmised vastastikmõju seadustest. Need seadused ei ole lihtsad ja neid on võimatu mõne sõnaga visandada. Seetõttu on võimatu anda mõistele piisavalt rahuldavat lühimääratlust elektrilaeng.

Kaks märki elektrilaengutest.

Kõigil kehadel on mass ja seetõttu tõmbavad nad üksteist ligi. Laetud kehad võivad üksteist nii meelitada kui ka tõrjuda. See teile tuttav kõige olulisem fakt tähendab, et looduses leidub vastupidise märgiga elektrilaengutega osakesi; sama märgiga laengute puhul osakesed tõrjuvad, erinevate märkide puhul aga tõmbavad.

elementaarosakeste laeng - prootonid, mis on osa kõigist aatomituumadest, nimetatakse positiivseteks ja laenguks elektronid- negatiivne. Positiivsete ja negatiivsete laengute vahel pole sisemisi erinevusi. Kui osakeste laengu märgid pöörataks ümber, siis elektromagnetiliste vastastikmõjude olemus ei muutuks üldse.

Elementaarne tasu.

Lisaks elektronidele ja prootonitele on veel mitut tüüpi laetud elementaarosakesi. Kuid ainult elektronid ja prootonid saavad vabas olekus eksisteerida lõputult. Ülejäänud laetud osakesed elavad vähem kui miljondik sekundit. Need sünnivad kiirete elementaarosakeste kokkupõrgete käigus ja ebaoluliselt lühikest aega eksisteerinuna lagunevad, muutudes teisteks osakesteks. Nende osakestega saad tuttavaks 11. klassis.

Osakesed, millel puudub elektrilaeng, hõlmavad neutron. Selle mass on vaid veidi suurem kui prootoni mass. Neutronid koos prootonitega on osa aatomituumast. Kui elementaarosakel on laeng, siis on selle väärtus rangelt määratletud.

Laetud kehad Looduses mängivad elektromagnetilised jõud tohutut rolli, kuna kõik kehad sisaldavad elektriliselt laetud osakesi. Aatomite koostisosadel – tuumadel ja elektronidel – on elektrilaeng.

Elektromagnetiliste jõudude otsest toimet kehade vahel ei tuvastata, kuna kehad on normaalses olekus elektriliselt neutraalsed.

Mis tahes aine aatom on neutraalne, kuna elektronide arv selles on võrdne prootonite arvuga tuumas. Positiivse ja negatiivse laenguga osakesed on omavahel ühendatud elektriliste jõudude abil ja moodustavad neutraalsed süsteemid.

Makroskoopiline keha on elektriliselt laetud, kui see sisaldab liigselt elementaarosakesi ühe laengumärgiga. Seega on keha negatiivne laeng tingitud elektronide liigsest arvust võrreldes prootonite arvuga ja positiivne laeng elektronide puudumisest.

Elektriliselt laetud makroskoopilise keha saamiseks ehk selle elektrifitseerimiseks on vaja eraldada osa negatiivsest laengust sellega seotud positiivsest laengust või üle kanda negatiivne laeng neutraalsele kehale.

Seda saab teha hõõrdumise abil. Kui ajad kamm läbi kuivade juuste, siis liigub väike osa kõige liikuvamatest laetud osakestest – elektronidest – juustest kammi ja laeb seda negatiivselt ning juuksed laevad positiivselt.

Laengute võrdsus elektrifitseerimise ajal

Eksperimendi abil saab tõestada, et hõõrdumisel elektrifitseerides saavad mõlemad kehad laengud, mis on märgilt vastandlikud, kuid suuruselt identsed.

Võtame elektromeetri, mille vardal on metallist auguga kera ja pikkadel käepidemetel kaks plaati: üks kõvakummist ja teine pleksiklaasist. Üksteise vastu hõõrudes plaadid elektristuvad.

Toome ühe plaadi kera sisse ilma selle seinu puudutamata. Kui plaat on positiivselt laetud, tõmbub osa elektromeetri nõela ja varda elektrone plaadile ja koguneb kera sisepinnale. Samal ajal laetakse nool positiivselt ja see lükatakse elektromeetri vardast eemale (joonis 14.2, a).

Kui tuua kera sisse veel üks plaat, olles esmalt eemaldanud esimese, siis kera ja varda elektronid tõrjuvad plaadilt ja kogunevad noolele liigselt. See põhjustab noole vardast kõrvalekaldumise ja sama nurga all nagu esimeses katses.

Olles mõlemad plaadid kera sisse langetanud, ei tuvasta me noole kõrvalekallet üldse (joonis 14.2, b). See tõestab, et plaatide laengud on suuruselt võrdsed ja märgilt vastupidised.

Kehade elektrifitseerimine ja selle ilmingud. Märkimisväärne elektrifitseerimine toimub sünteetiliste kangaste hõõrdumisel. Kuiva õhu käes sünteetilisest materjalist särgi seljast võttes on kuulda iseloomulikku praksuvat heli. Hõõrdepindade laetud alade vahel hüppavad väikesed sädemed.

Trükikodades paber trükkimisel elektriseerub ja lehed kleepuvad kokku. Selle vältimiseks kasutatakse laengu tühjendamiseks spetsiaalseid seadmeid. Tihedas kontaktis olevate kehade elektrifitseerimist kasutatakse aga mõnikord näiteks erinevates elektrokopeerimisseadmetes jne.

Elektrilaengu jäävuse seadus.

Plaatide elektrifitseerimisega saadud kogemused näitavad, et hõõrdumise teel elektrifitseerimisel toimub olemasolevate laengute ümberjaotumine varem neutraalsete kehade vahel. Väike osa elektronidest liigub ühest kehast teise. Sel juhul ei teki uusi osakesi ega kao juba olemasolevad.

Kui kehad on elektrifitseeritud, elektrilaengu jäävuse seadus. See seadus kehtib süsteemi kohta, millesse laetud osakesed ei sisene väljastpoolt ja millest nad ei välju, s.t. isoleeritud süsteem.

Eraldatud süsteemis säilib kõigi kehade laengute algebraline summa.

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = konst. (14.1)

kus q 1, q 2 jne on üksikute laetud kehade laengud.

Laengu jäävuse seadusel on sügav tähendus. Kui laetud elementaarosakeste arv ei muutu, siis on laengu jäävuse seaduse täitmine ilmne. Kuid elementaarosakesed võivad muutuda üksteiseks, sündida ja kaduda, andes elu uutele osakestele.

Kuid kõigil juhtudel sünnivad laetud osakesed ainult paarikaupa, mille laengud on ühesuurused ja vastandmärgiga; Ka laetud osakesed kaovad vaid paarikaupa, muutudes neutraalseteks. Ja kõigil neil juhtudel jääb laengute algebraline summa samaks.

Laengu jäävuse seaduse kehtivust kinnitavad vaatlused tohutul hulgal elementaarosakeste teisendustest. See seadus väljendab elektrilaengu üht põhiomadust. Süüdistuse kinnipidamise põhjus on siiani teadmata.