Електричен набој

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
електричен набој
Симболи
Q
SI-единица кулон
Други единици
e
SI-димензија Q
Изведенки од
други величини
Q = I · t
Електрично поле на позитивен и негативен полнеж.

Електричниот набој (полнеж) е физичко својство на материјата што предизвикува да се доживее сила кога се става во електромагнетно поле. Постојат два вида на електрични полнежи: позитивни и негативни (чии носители соодветно се протоните и електроните). Привлечни полнежи и непривлечни. Отсуството на целосен полнеж се нарекува " неутрален" ". Објектот е негативно наполнет ако има вишок од електрони, а обратно, е позитивно наполнет или ненаполнет. Изведената единица одSI на електричен полнеж е кулон (C). Во електротехниката, исто така е вообичаено да се користи амперчас (Ah), а во хемијата, вообичаено е да се користи елементарен полнеж (' e ) како единица. Симболот "Q" често означува полнење. Раното познавање на тоа како дејствуваат наелектризираните супстанци сега се нарекува класична електродинамика и се уште е точно за проблемите кои не бараат разгледување на квантните ефекти на квантната механика.

Електрично полнење е фундаментален конзервирани својства на некоја субатомска честичка, која ја одредува нивната електромагнетна интеракција. Електричното полнење на материја е под влијание на и произведува електромагнетни полиња. Интеракцијата помеѓу движечкото полнење и електромагнетното поле е извор на електромагнетна сила, што е една од четирите фундаментални сили на фундаменталната интеракција] (види исто така: magnetic field).

Експериментите од дваесеттиот век] покажуваат дека електрично полнење е квантизиран ]; т.е., доаѓа во целобројни множители на поединечни мали единици наречени елементарен полнеж, e , приближно еднаков на (освен честички наречени кварк, кои имаат полнежи кои се целобројни множители на 1 3 e ). Протонот има полнеж + e , а електронот има полнеж - e . Проучувањето на наелектризираните честички, како и нивните интеракции се посредувани од фотони, се нарекува квантна електродинамика.

Преглед[уреди | уреди извор]

Дијаграм на кој се прикажани силовите линии на полето и еквипотенцијалните линии околу електрон, негативно наелектризирана честичка. Во електронеутралниот атом, бројот на електрони е еднаков со бројот на протони (кои се позитивно наелектризирани), доведувајќи до вкупен полнеж еднаков на нула.

Полнењето е фундаментално својство на облици на материи кои покажуваат електростатско привлечност или одбивност во присуство на друга материја. Електричното полнење е карактеристично својство на многу субатомски честички. Полнежите на слободните честички се множители на цели броеви елементарното полнење e ; и велиме дека електрично полнење е "квантизирано". Мајкл Фарадеј, во своите електролиза експерименти, беше првиот што ја забележа дискретна природа на електричниот полнеж. Роберт Миликан експериментот со капка масло го покажа овој факт директно и го мери основното полнење.

По конвенцијата, полнежот на електронот е -1, додека оној на протонот е +1. Наполннетите честички чии полнежи имаат ист знак се одвраќаат еден со друг, а честичките чии полнежи имаат различни знаци се привлекуваат. Кулонов закон ја квантифицира електростатската сила помеѓу две честички со тврдењето дека силата е пропорционална со производот на нивните полнежи и обратно пропорционално со квадратот на растојанието помеѓу нив.

Полнењето на античестичките е еднаква на онаа соодветната честичка, но со спротивен знак. Кварковите имаат фракциони полнежи за - 1 3 или + 2 3, но слободните кваркови никогаш не биле набљудувани (теоретската причина за овој факт е асимптотична слобода).

Електричниот полнеж на макроскопски објект е збир на електричните полнежи на честичките кои го прават тоа. Овој набој често е мал, бидејќи материјата е направена од атоми, а атомите обично имаат еднаков број на протони и електрони, во кој случај нивните полнења се откажуваат, давајќи полн полнеж еднаков на нула, со што атомот е неутрален полнеж.

Јон е атом (или група на атоми) што изгубил еден или повеќе електрони, давајќи му полн позитивен полнеж (катјон), или кој има стекнато еден или повеќе електрони, давајќи му полн негативен полнеж (анјон). Моноатомски јони се формираат од единечни атоми, додека полиатомските јони се формираат од два или повеќе атоми кои се врзани заедно, во секој случај давајќи јон со позитивен или негативен полн полнеж.

Electric field induced by a positive electric charge
Electric field induced by a negative electric charge
Електрично поле создадено од позитивно наелектризиран полнеж (лево) и поле создадено негативно наелектризиран полнеж (десно).

За време на формирањето на макроскопските објекти, конститутивните атоми и јони обично се комбинираат за да формираат структури составени од неутрални јонски соединенија кои се електрично врзани за неутрални атоми. Така, макроскопските објекти имаат тенденција да бидат неутрални, но макроскопските објекти ретко се совршено неутрални.

Понекогаш макроскопските објекти содржат јони дистрибуирани низ материјалот, цврсто врзани на место, давајќи целокупен полн позитивен или негативен полнеж на објектот. Исто така, макроскопските предмети изработени од проводни елементи, можат повеќе или помалку лесно (во зависност од елементот) да ги преземат или да ги откријат електроните, а потоа да одржуваат полно негативно или позитивно полнење на неодредено време. Кога полниот електричен полнеж на некој објект не е нулти и неподвижен, феноменот е познат како статичка електрична енергија. Ова лесно може да се произведе со триење на два различни материјали, како што се триење на килибар со крзно или на стакло со свила. На овој начин, непроводливите материјали можат да се наполнатат во значителен степен, било позитивно или негативно. Полнежот земен од еден материјал се преместува во друг материјал, оставајќи спротивен полнеж со иста големина зад себе. Правилото на "конзервација на полнеж" секогаш се применува, на предметот од кој негативното полнење се зема, а се додава позитивен полнеж со иста големина, и обратно.

Дури и кога целосниот полнеж на објектот е нула, полнењето може да се дистрибуира неравномерно во објектот (на пример, поради надворешно електромагнетно поле, или врзани поларни молекули). Во такви случаи, објектот се вели дека е поларизиран. Полнежот што се должи на поларизацијата е познат како врзано полнење, додека полнењето на објект произведен од електрони добиени или изгубени од надвор на објектот се нарекува бесплатно полнење . Движењето на електроните во проводник метал во одредена насока е познато како електрична струја.