Μονάδες φόρτισης. ο νόμος του Κουλόμπ
Πώς ονομάζεται η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου; Αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να κατανοήσετε αυτό το θέμα.
Η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) ονομάζεται κουλόμπ. 1 κουλόμπ είναι ένα ηλεκτρικό φορτίο που διέρχεται από τη διατομή ενός αγωγού με ρεύμα 1 A σε 1 s.
Έτσι, 1 μενταγιόν (1Cl) = 1A*1s
Το 1881 στο Παρίσι, στο 1ο Διεθνές Συνέδριο Ηλεκτρολόγων, το μενταγιόν υιοθετήθηκε για πρώτη φορά ως μονάδα μέτρησης ηλεκτρικού φορτίου. Το μενταγιόν εισήχθη στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) το 1960. Το κουλόμπ (C) είναι μια παράγωγη μονάδα SI.
Το όνομα, η ονομασία και ο ορισμός ενός μενταγιόν στη Ρωσία ρυθμίζεται από το κρατικό πρότυπο GOST 8.417-2002, το οποίο ρυθμίζει πολλές μονάδες μέτρησης.
Στη Ρωσία, το μενταγιόν έχει την ονομασία Kl. Η διεθνής ονομασία του μενταγιόν είναι C.
Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου, το κουλόμπ, πήρε το όνομά του από τον εξαιρετικό Γάλλο επιστήμονα και μηχανικό Charles Augustin de Coulomb. Ο νόμος της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρικών φορτίων, ο λεγόμενος νόμος του Κουλόμπ, πήρε επίσης το όνομά του από τον Charles Coulomb.
Το ίδιο το ηλεκτρικό φορτίο (η ποσότητα του ηλεκτρισμού) είναι ένα φυσικό βαθμωτό μέγεθος που καθορίζει την ικανότητα των σωμάτων να αποτελούν πηγή ηλεκτρομαγνητικών πεδίων και να συμμετέχουν στην ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση.
Ποια συσκευή μετρά το ηλεκτρικό φορτίο;
Η συσκευή που καθορίζει το ηλεκτρικό φορτίο ονομάζεται ηλεκτροσκόπιο.
Ένα ηλεκτροσκόπιο (από τις ελληνικές λέξεις "ηλεκτρόνιο" και skopeo - παρατηρώ, ανιχνεύω) είναι μια συσκευή για την ένδειξη της παρουσίας ηλεκτρικού φορτίου.
Η αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτροσκοπίου βασίζεται στο γεγονός ότι οι αμοιβαία απωθητικές δυνάμεις δρουν σε παρόμοια φορτισμένα σώματα.
Μπορείτε επίσης να μετρήσετε το ηλεκτρικό φορτίο χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρόμετρο, στην απλούστερη περίπτωση που αποτελείται από μια μεταλλική ράβδο και έναν δείκτη που μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν οριζόντιο άξονα
Μπορείτε να ρωτήσετε, πώς διαφέρει ένα ηλεκτρόμετρο από ένα ηλεκτροσκόπιο; Ένα ηλεκτροσκόπιο και ένα ηλεκτρόμετρο είναι συσκευές για την ανίχνευση φορτίων. Το ηλεκτρόμετρο διαθέτει δείκτη που σας επιτρέπει επίσης να εκτιμήσετε (μετρήσετε) το ηλεκτρικό φορτίο.
Δηλαδή, το ηλεκτροσκόπιο βρίσκει το φορτίο και το ηλεκτρόμετρο μετρά επίσης την ισχύ του φορτίου (μετρητής - μέτρηση, υπολογισμός)
Μενταγιόν σε σταυρόλεξα και σκανόλεξα
Σε ένα σταυρόλεξο ή ένα παζλ σάρωσης μπορείτε να βρείτε τις ακόλουθες ερωτήσεις: "Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου είναι 5 γράμματα" ή "Ποιος επιστήμονας είναι η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου 5 γραμμάτων από το όνομα". Η σωστή απάντηση σε τέτοιες ερωτήσεις, φυσικά: «Κρεμαστό».
Τώρα ξέρετε πώς ονομάζεται η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού φορτίου
Ως αποτέλεσμα μακρών παρατηρήσεων, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα αντίθετα φορτισμένα σώματα έλκουν και τα παρόμοια φορτισμένα σώματα, αντίθετα, απωθούν. Αυτό σημαίνει ότι οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης προκύπτουν μεταξύ των σωμάτων. Ο Γάλλος φυσικός C. Coulomb μελέτησε πειραματικά τα πρότυπα αλληλεπίδρασης μεταξύ μεταλλικών σφαιρών και διαπίστωσε ότι η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σημειακών ηλεκτρικών φορτίων θα είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο αυτών των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους:
Όπου k είναι συντελεστής αναλογικότητας, ανάλογα με την επιλογή των μονάδων μέτρησης των φυσικών μεγεθών που περιλαμβάνονται στον τύπο, καθώς και με το περιβάλλον στο οποίο βρίσκονται τα ηλεκτρικά φορτία q 1 και q 2. r είναι η απόσταση μεταξύ τους.
Από εδώ μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο νόμος του Coulomb θα ισχύει μόνο για σημειακά φορτία, δηλαδή για τέτοια σώματα των οποίων τα μεγέθη μπορούν να αγνοηθούν εντελώς σε σύγκριση με τις μεταξύ τους αποστάσεις.
Σε διανυσματική μορφή, ο νόμος του Coulomb θα μοιάζει με:
Όπου q 1 και q 2 είναι φορτία, και r είναι το διάνυσμα ακτίνας που τα συνδέει. r = |r|.
Οι δυνάμεις που δρουν στα φορτία ονομάζονται κεντρικές. Κατευθύνονται σε μια ευθεία γραμμή που συνδέει αυτά τα φορτία και η δύναμη που ασκεί το φορτίο q 2 στο φορτίο q 1 είναι ίση με τη δύναμη που ασκεί το φορτίο q 1 στο φορτίο q 2 και είναι αντίθετη σε πρόσημο.
Για τη μέτρηση ηλεκτρικών μεγεθών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο συστήματα αριθμών - το σύστημα SI (βασικό) και μερικές φορές το σύστημα CGS.
Στο σύστημα SI, ένα από τα κύρια ηλεκτρικά μεγέθη είναι η μονάδα ρεύματος - αμπέρ (Α), τότε η μονάδα ηλεκτρικού φορτίου θα είναι το παράγωγό του (εκφρασμένο ως μονάδα ρεύματος). Η μονάδα φόρτισης SI είναι το κουλόμπ. 1 κουλόμπ (C) είναι η ποσότητα «ηλεκτρισμού» που διέρχεται από τη διατομή ενός αγωγού σε 1 s με ρεύμα 1 A, δηλαδή 1 C = 1 A s.
Ο συντελεστής k στον τύπο 1a) στο SI λαμβάνεται ίσος με:
Και ο νόμος του Coulomb μπορεί να γραφτεί με τη λεγόμενη «εξορθολογισμένη» μορφή:
Πολλές εξισώσεις που περιγράφουν μαγνητικά και ηλεκτρικά φαινόμενα περιέχουν συντελεστή 4π. Ωστόσο, εάν αυτός ο παράγοντας εισαχθεί στον παρονομαστή του νόμου του Coulomb, τότε θα εξαφανιστεί από τους περισσότερους τύπους μαγνητισμού και ηλεκτρισμού, που χρησιμοποιούνται πολύ συχνά σε πρακτικούς υπολογισμούς. Αυτή η μορφή γραφής μιας εξίσωσης ονομάζεται εξορθολογισμένη.
Η τιμή ε 0 σε αυτόν τον τύπο είναι η ηλεκτρική σταθερά.
Οι βασικές μονάδες του συστήματος GHS είναι οι μηχανικές μονάδες GHS (γραμμάριο, δευτερόλεπτο, εκατοστό). Νέες βασικές μονάδες εκτός από τις τρεις παραπάνω δεν εισάγονται στο σύστημα GHS. Ο συντελεστής k στον τύπο (1) θεωρείται ίσος με τη μονάδα και αδιάστατος. Συνεπώς, ο νόμος του Coulomb σε μια μη ορθολογικοποιημένη μορφή θα μοιάζει με:
Στο σύστημα CGS, η δύναμη μετριέται σε dynes: 1 dyne = 1 g cm/s 2 και η απόσταση σε εκατοστά. Ας υποθέσουμε ότι q = q 1 = q 2, τότε από τον τύπο (4) παίρνουμε:
Εάν r = 1 cm και F = 1 dyne, τότε από αυτόν τον τύπο προκύπτει ότι στο σύστημα CGS μια μονάδα φορτίου λαμβάνεται ως ένα σημειακό φορτίο, το οποίο (στο κενό) δρα σε ίσο φορτίο, μακριά από αυτό σε απόσταση 1 cm, με δύναμη 1 din. Μια τέτοια μονάδα φορτίου ονομάζεται απόλυτη ηλεκτροστατική μονάδα ποσότητας ηλεκτρισμού (φόρτιση) και συμβολίζεται με CGS q. Οι διαστάσεις του:
Για να υπολογίσουμε την τιμή του ε 0, συγκρίνουμε τις εκφράσεις του νόμου του Coulomb που γράφτηκαν στα συστήματα SI και GHS. Δύο σημειακά φορτία 1 C το καθένα, που βρίσκονται σε απόσταση 1 m το ένα από το άλλο, θα αλληλεπιδράσουν με μια δύναμη (σύμφωνα με τον τύπο 3):
Στο GHS αυτή η δύναμη θα είναι ίση με:
Η ισχύς της αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο φορτισμένων σωματιδίων εξαρτάται από το περιβάλλον στο οποίο βρίσκονται. Για να χαρακτηριστούν οι ηλεκτρικές ιδιότητες διαφόρων μέσων, εισήχθη η έννοια της σχετικής διηλεκτρικής διείσδυσης ε.
Η τιμή του ε είναι διαφορετική τιμή για διαφορετικές ουσίες - για τα σιδηροηλεκτρικά η τιμή του κυμαίνεται από 200 - 100.000, για κρυσταλλικές ουσίες από 4 έως 3000, για γυαλί από 3 έως 20, για πολικά υγρά από 3 έως 81, για μη -πολικά υγρά από 1, 8 έως 2,3. για αέρια από 1.0002 έως 1.006.
Η διηλεκτρική σταθερά (σχετική) εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Αν λάβουμε υπόψη τη διηλεκτρική σταθερά του μέσου στο οποίο τοποθετούνται τα φορτία, στο νόμο του SI Coulomb παίρνει τη μορφή:
Η διηλεκτρική σταθερά ε είναι ένα αδιάστατο μέγεθος και δεν εξαρτάται από την επιλογή των μονάδων μέτρησης και για το κενό θεωρείται ίση με ε = 1. Τότε για το κενό ο νόμος του Κουλόμπ παίρνει τη μορφή: 
Διαιρώντας την έκφραση (6) με (5) παίρνουμε:
Αντίστοιχα, η σχετική διηλεκτρική σταθερά ε δείχνει πόσες φορές η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ σημειακών φορτίων σε κάποιο μέσο, που βρίσκονται σε απόσταση r σε σχέση με το άλλο, είναι μικρότερη από ό,τι στο κενό, στην ίδια απόσταση.
Για τη διαίρεση του ηλεκτρισμού και του μαγνητισμού, το σύστημα GHS ονομάζεται μερικές φορές σύστημα Gauss. Πριν από την εμφάνιση του συστήματος SGS, τα συστήματα SGSE (SGS electrical) λειτουργούσαν για τη μέτρηση ηλεκτρικών μεγεθών και τα συστήματα SGSM (SGS magnetic) για τη μέτρηση μαγνητικών μεγεθών. Η πρώτη ίση μονάδα λήφθηκε ως η ηλεκτρική σταθερά ε 0 και η δεύτερη ίση με τη μαγνητική σταθερά μ 0.
Στο σύστημα SGS, οι τύποι της ηλεκτροστατικής συμπίπτουν με τους αντίστοιχους τύπους του SGSE και οι τύποι του μαγνητισμού, υπό την προϋπόθεση ότι περιέχουν μόνο μαγνητικά μεγέθη, συμπίπτουν με τους αντίστοιχους τύπους στο SGSM.
Αλλά αν η εξίσωση περιέχει ταυτόχρονα και μαγνητικά και ηλεκτρικά μεγέθη, τότε αυτή η εξίσωση γραμμένη στο σύστημα Gauss θα διαφέρει από την ίδια εξίσωση, αλλά γραμμένη στο σύστημα SGSM ή SGSE με τον παράγοντα 1/s ή 1/s 2 . Η ποσότητα c είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός (c = 3·10 10 cm/s) ονομάζεται ηλεκτροδυναμική σταθερά.
Ο νόμος του Coulomb στο σύστημα GHS θα έχει τη μορφή:
Παράδειγμα
Σε δύο απολύτως πανομοιότυπες σταγόνες λαδιού λείπει ένα ηλεκτρόνιο. Η δύναμη της Νευτώνειας έλξης εξισορροπείται από τη δύναμη της απώθησης του Κουλόμπ. Είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν οι ακτίνες των σταγονιδίων εάν οι αποστάσεις μεταξύ τους υπερβαίνουν σημαντικά τις γραμμικές τους διαστάσεις.
Λύση
Δεδομένου ότι η απόσταση r μεταξύ των σταγόνων είναι σημαντικά μεγαλύτερη από τις γραμμικές τους διαστάσεις, οι πτώσεις μπορούν να ληφθούν ως σημειακά φορτία και τότε η δύναμη απώθησης Coulomb θα είναι ίση με:
Όπου e είναι το θετικό φορτίο της σταγόνας λαδιού, ίσο με το φορτίο του ηλεκτρονίου.
Η δύναμη της Νευτώνειας έλξης μπορεί να εκφραστεί με τον τύπο:
Όπου m είναι η μάζα της σταγόνας και γ η σταθερά βαρύτητας. Σύμφωνα με τις συνθήκες του προβλήματος, F k = F n, επομένως:
Η μάζα μιας σταγόνας εκφράζεται μέσω του γινόμενου της πυκνότητας ρ και του όγκου V, δηλαδή m = ρV, και ο όγκος μιας σταγόνας ακτίνας R είναι ίσος με V = (4/3)πR 3, από τον οποίο λαμβάνουμε :
Σε αυτόν τον τύπο, οι σταθερές π, ε 0, γ είναι γνωστές. ε = 1; Είναι επίσης γνωστά το φορτίο ηλεκτρονίων e = 1,6·10 -19 C και η πυκνότητα λαδιού ρ = 780 kg/m 3 (στοιχεία αναφοράς). Αντικαθιστώντας τις αριθμητικές τιμές στον τύπο παίρνουμε το αποτέλεσμα: R = 0,363·10 -7 m.
« Φυσική - 10η τάξη"
Ποιες αλληλεπιδράσεις ονομάζονται ηλεκτρομαγνητικές;
Πώς αλληλεπιδρούν οι χρεώσεις;
Ας αρχίσουμε να μελετάμε τους ποσοτικούς νόμους των ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων. Ο βασικός νόμος της ηλεκτροστατικής είναι ο νόμος της αλληλεπίδρασης δύο ακίνητων σημειακών σωμάτων.
Ο θεμελιώδης νόμος της ηλεκτροστατικής θεσπίστηκε πειραματικά από τον Charles Coulomb το 1785 και φέρει το όνομά του.
Αν η απόσταση μεταξύ των σωμάτων είναι πολλές φορές μεγαλύτερη από τα μεγέθη τους, τότε ούτε το σχήμα ούτε τα μεγέθη των φορτισμένων σωμάτων επηρεάζουν σημαντικά τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις.
Θυμηθείτε ότι ο νόμος της παγκόσμιας έλξης διατυπώνεται επίσης για σώματα που μπορούν να θεωρηθούν υλικά σημεία.
Τα φορτισμένα σώματα, το μέγεθος και το σχήμα των οποίων μπορεί να παραμεληθεί κατά την αλληλεπίδρασή τους, ονομάζονται χρεώσεις πόντων.
Η ισχύς της αλληλεπίδρασης μεταξύ φορτισμένων σωμάτων εξαρτάται από τις ιδιότητες του μέσου μεταξύ των φορτισμένων σωμάτων. Προς το παρόν, θα υποθέσουμε ότι η αλληλεπίδραση συμβαίνει στο κενό. Η εμπειρία δείχνει ότι ο αέρας έχει πολύ μικρή επίδραση στη δύναμη της αλληλεπίδρασης μεταξύ φορτισμένων σωμάτων, αποδεικνύεται ότι είναι σχεδόν η ίδια όπως στο κενό.
Τα πειράματα του Coulomb.
Η ιδέα των πειραμάτων του Coulomb είναι παρόμοια με την ιδέα του πειράματος του Cavendish για τον προσδιορισμό της σταθεράς βαρύτητας. Η ανακάλυψη του νόμου της αλληλεπίδρασης των ηλεκτρικών φορτίων διευκολύνθηκε από το γεγονός ότι αυτές οι δυνάμεις αποδείχθηκαν μεγάλες και, χάρη σε αυτό, δεν ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ιδιαίτερα ευαίσθητος εξοπλισμός, όπως κατά τη δοκιμή του νόμου της παγκόσμιας βαρύτητας σε επίγειες συνθήκες . Χρησιμοποιώντας ζυγούς στρέψης, ήταν δυνατό να διαπιστωθεί πώς αλληλεπιδρούν τα ακίνητα φορτισμένα σώματα μεταξύ τους.
Ένας ζυγός στρέψης αποτελείται από μια γυάλινη ράβδο αναρτημένη σε ένα λεπτό ελαστικό σύρμα (Εικ. 14.3). Μια μικρή μεταλλική μπάλα a είναι προσαρτημένη στο ένα άκρο του ραβδιού και ένα αντίβαρο c είναι προσαρτημένο στο άλλο. Μια άλλη μεταλλική σφαίρα b στερεώνεται σταθερά σε μια ράβδο, η οποία, με τη σειρά της, τοποθετείται στο καπάκι της ζυγαριάς.
Όταν οι μπάλες έχουν τα ίδια φορτία, αρχίζουν να απωθούν η μία την άλλη. Για να διατηρηθούν σε σταθερή απόσταση, το ελαστικό σύρμα πρέπει να στρίψει σε μια ορισμένη γωνία έως ότου η ελαστική δύναμη που προκύπτει να αντισταθμίσει τη δύναμη Coulomb της απώθησης των σφαιρών. Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ των σφαιρών καθορίζεται από τη γωνία περιστροφής του σύρματος.
Οι ισορροπίες στρέψης κατέστησαν δυνατή τη μελέτη της εξάρτησης της δύναμης αλληλεπίδρασης των φορτισμένων σφαιρών από τις τιμές των φορτίων και την απόσταση μεταξύ τους. Εκείνη την εποχή ήξεραν πώς να μετρούν τη δύναμη και την απόσταση. Η μόνη δυσκολία σχετιζόταν με τη χρέωση για την οποία δεν υπήρχαν καν μονάδες για μέτρηση. Ο Coulomb βρήκε έναν απλό τρόπο να αλλάξει το φορτίο μιας από τις μπάλες κατά 2, 4 ή περισσότερες φορές συνδέοντάς την με την ίδια αφόρτιστη μπάλα. Σε αυτή την περίπτωση, το φορτίο κατανεμήθηκε εξίσου μεταξύ των σφαιρών, γεγονός που μείωσε την υπό μελέτη φόρτιση σε μια ορισμένη αναλογία. Η νέα τιμή της δύναμης αλληλεπίδρασης με ένα νέο φορτίο προσδιορίστηκε πειραματικά.
ο νόμος του Κουλόμπ.
Τα πειράματα του Coulomb οδήγησαν στη θέσπιση ενός νόμου που θυμίζει εντυπωσιακά τον νόμο της παγκόσμιας έλξης.
Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σταθερών σημειακών φορτίων στο κενό είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των συντελεστών φόρτισης και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.
Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ φορτίων ονομάζεται Δύναμη Κουλόμπ.
Αν υποδηλώσουμε τις μονάδες φόρτισης με |q 1 και |q 2 | και την απόσταση μεταξύ τους με r, τότε ο νόμος του Coulomb μπορεί να γραφτεί με την ακόλουθη μορφή:
όπου k είναι ένας συντελεστής αναλογικότητας, αριθμητικά ίσος με τη δύναμη αλληλεπίδρασης μοναδιαίων φορτίων σε απόσταση ίση με μονάδα μήκους. Η σημασία του εξαρτάται από την επιλογή του συστήματος μονάδας.
Ο νόμος της παγκόσμιας βαρύτητας έχει την ίδια μορφή (14.2), μόνο που αντί για φορτίο, ο νόμος της βαρύτητας περιλαμβάνει μάζες και το ρόλο του συντελεστή k παίζει η βαρυτική σταθερά.
Είναι εύκολο να διαπιστωθεί ότι δύο φορτισμένες μπάλες που αιωρούνται σε νήματα είτε έλκονται η μία την άλλη είτε απωθούν η μία την άλλη. Από αυτό προκύπτει ότι οι δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σταθερών σημειακών φορτίων κατευθύνονται κατά μήκος της ευθείας γραμμής που συνδέει αυτά τα φορτία(Εικ. 14.4).
Τέτοιες δυνάμεις ονομάζονται κεντρικές. Σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, 1,2 = - 2,1.
Μονάδα ηλεκτρικού φορτίου.
Η επιλογή της μονάδας φόρτισης, όπως και άλλα φυσικά μεγέθη, είναι αυθαίρετη. Θα ήταν φυσικό να λάβουμε το φορτίο ενός ηλεκτρονίου ως μονάδα, κάτι που συμβαίνει στην ατομική φυσική, αλλά αυτό το φορτίο είναι πολύ μικρό και επομένως δεν είναι πάντα βολικό να το χρησιμοποιείτε ως μονάδα φορτίου.
Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), η μονάδα χρέωσης δεν είναι βασική μονάδα, αλλά παράγωγη και δεν εισάγεται κανένα πρότυπο για αυτήν. Μαζί με το μετρητή, το δευτερόλεπτο και το κιλό, το SI εισήγαγε τη βασική μονάδα για ηλεκτρικά μεγέθη - τη μονάδα ρεύματος - αμπέρ. Η τιμή αναφοράς του αμπέρ ορίζεται από τις μαγνητικές αλληλεπιδράσεις των ρευμάτων.
Η μονάδα φόρτισης SI είναι κρεμαστό κόσμημαρυθμίστε χρησιμοποιώντας μια μονάδα ρεύματος.
Ένα μενταγιόν (1 C) είναι ένα φορτίο που διέρχεται από τη διατομή ενός αγωγού σε 1 s με ένταση ρεύματος 1 A: 1 C = 1 A 1 s.
Η μονάδα του συντελεστή k στο νόμο του Κουλόμπ όταν γράφεται σε μονάδες SI είναι N m 2 / Cl 2, αφού σύμφωνα με τον τύπο (14.2) έχουμε
όπου η δύναμη αλληλεπίδρασης των φορτίων εκφράζεται σε νιούτον, η απόσταση είναι σε μέτρα, το φορτίο είναι σε κουλόμπ. Η αριθμητική τιμή αυτού του συντελεστή μπορεί να προσδιοριστεί πειραματικά. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να μετρηθεί η δύναμη αλληλεπίδρασης F μεταξύ δύο γνωστών φορτίων |q 1 | και |q 2 |, που βρίσκονται σε μια δεδομένη απόσταση r, και αντικαθιστούν αυτές τις τιμές στον τύπο (14.3). Η προκύπτουσα τιμή του k θα είναι ίση με:
k = 9 10 9 N m 2 /Cl 2. (14.4)
Ένα φορτίο 1 C είναι πολύ μεγάλο Η δύναμη αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο σημειακών φορτίων, 1 C το καθένα, που βρίσκονται σε απόσταση 1 km το ένα από το άλλο, είναι ελαφρώς μικρότερη από τη δύναμη με την οποία η υδρόγειος έλκει ένα φορτίο βάρους 1 τόνου. Επομένως, ενημερώστε ένα μικρό σώμα (με μέγεθος περίπου μερικών μέτρων) μια φόρτιση 1 C δεν είναι δυνατή.
Απωθώντας το ένα από το άλλο, τα φορτισμένα σωματίδια δεν μπορούν να παραμείνουν στο σώμα. Δεν υπάρχουν άλλες δυνάμεις στη φύση που να μπορούν να αντισταθμίσουν την απόκρουση του Coulomb υπό αυτές τις συνθήκες.
Αλλά σε έναν αγωγό που είναι γενικά ουδέτερος, δεν είναι δύσκολο να τεθεί σε κίνηση φορτίο 1 C. Πράγματι, σε έναν συνηθισμένο λαμπτήρα με ισχύ 200 W σε τάση 220 V, η ισχύς του ρεύματος είναι ελαφρώς μικρότερη από 1 A. Επιπλέον, σε 1 s ένα φορτίο σχεδόν ίσο με 1 C διέρχεται από τη διατομή του αγωγού .
Αντί του συντελεστή k, χρησιμοποιείται συχνά ένας άλλος συντελεστής, ο οποίος ονομάζεται ηλεκτρική σταθερά ε 0. Σχετίζεται με τον συντελεστή k με την ακόλουθη σχέση:
Ο νόμος του Coulomb σε αυτή την περίπτωση έχει τη μορφή
Εάν τα φορτία αλληλεπιδρούν σε ένα μέσο, τότε η δύναμη της αλληλεπίδρασης μειώνεται:
όπου ε - τη διηλεκτρική σταθεράμέσο, που δείχνει πόσες φορές η δύναμη αλληλεπίδρασης των φορτίων στο μέσο είναι μικρότερη από ό,τι στο κενό.
Το ελάχιστο φορτίο που υπάρχει στη φύση είναι το φορτίο των στοιχειωδών σωματιδίων. Σε μονάδες SI, το μέτρο αυτής της φόρτισης είναι ίσο με:
e = 1,6 10 -19 Cl. (14.5)
Το φορτίο που μπορεί να μεταδοθεί σε ένα σώμα είναι πάντα πολλαπλάσιο του ελάχιστου φορτίου:
όπου το Ν είναι ακέραιος αριθμός. Όταν το φορτίο ενός σώματος είναι σημαντικά μεγαλύτερο σε συντελεστή του ελάχιστου φορτίου, τότε δεν έχει νόημα να ελέγξουμε την πολλαπλότητα, αλλά όταν μιλάμε για φορτίο σωματιδίων, ατομικών πυρήνων, το φορτίο τους πρέπει πάντα να είναι ίσο με έναν ακέραιο αριθμό των συντελεστών φορτίου ηλεκτρονίων.
Siemens (σύμβολο: Cm, S) μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας στο σύστημα SI, το αντίστροφο του ωμ. Πριν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο (στην ΕΣΣΔ μέχρι τη δεκαετία του 1960), siemens ονομαζόταν η μονάδα ηλεκτρικής αντίστασης που αντιστοιχεί στην αντίσταση ... Wikipedia
Sievert (σύμβολο: Sv, Sv) μονάδα μέτρησης αποτελεσματικών και ισοδύναμων δόσεων ιοντίζουσας ακτινοβολίας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), που χρησιμοποιείται από το 1979. 1 sievert είναι η ποσότητα ενέργειας που απορροφάται από ένα κιλό... .. Βικιπαίδεια
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Μπεκερέλ. Το μπεκερέλ (σύμβολο: Bq, Bq) είναι μονάδα μέτρησης της δραστηριότητας μιας ραδιενεργής πηγής στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI). Ένα μπεκερέλ ορίζεται ως η δραστηριότητα της πηγής, στη ... ... Wikipedia
Το Volt (ονομασία: V (ρωσικά), V (Λατινικά)) είναι μια μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής τάσης στο σύστημα SI. Ένα βολτ ισούται με την ηλεκτρική τάση που προκαλεί συνεχές ρεύμα 1 αμπέρ σε ισχύ 1 watt σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Η μονάδα πήρε το όνομά της από... ... Wikipedia
Farad (σύμβολο: Ф, F) μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής χωρητικότητας στο σύστημα SI (παλαιότερα ονομαζόταν farad). 1 φαράντ ισούται με την ηλεκτρική χωρητικότητα ενός πυκνωτή, στην οποία ένα φορτίο 1 κουλόμπ δημιουργεί τάση 1 βολτ μεταξύ των πλακών του πυκνωτή. F =... ... Βικιπαίδεια
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Newton. Ο Νεύτωνας (σύμβολο: N) είναι μονάδα δύναμης στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI). Η αποδεκτή διεθνής ονομασία είναι newton (ονομασία: N). Μονάδα που προέρχεται από το Νεύτωνα. Με βάση το δεύτερο... ... Wikipedia
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Siemens. Siemens (ρωσική ονομασία: Sm, διεθνής ονομασία: S) μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής αγωγιμότητας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), το αντίστροφο του ωμ. Μέσω άλλων... ...Βικιπαίδεια
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Pascal (έννοιες). Pascal (σύμβολο: Pa, διεθνές: Pa) μονάδα πίεσης (μηχανική καταπόνηση) στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI). Ο Πασκάλ ισούται με πίεση... ... Wikipedia
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Tesla. Tesla (ρωσική ονομασία: T, διεθνής ονομασία: T) μια μονάδα μέτρησης της επαγωγής μαγνητικού πεδίου στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), αριθμητικά ίση με την επαγωγή τέτοιων ... ... Wikipedia
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Γκρι. Το γκρι (σύμβολο: Gr, Gy) είναι μονάδα μέτρησης της απορροφούμενης δόσης ιονίζουσας ακτινοβολίας στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI). Η απορροφούμενη δόση είναι ίση με ένα γκρι αν το αποτέλεσμα είναι... ... Wikipedia
