Töltési tulajdonságok LEIFIphysik
Töltés tulajdonságai
A legfontosabb tények egy pillanat alatt
- Kétféle töltés létezik: pozitív és negatív.
- Az azonos nevű díjak taszítják egymást, a különböző nevű díjak vonzzák egymást.
- A negatív töltések viszonylag szabadon mozoghatnak a vezetőkben.
- A töltések közötti erő következménye a befolyás.
Kétféle rakomány
Joachim Herz Alapítvány
Kétféle töltés létezik, a pozitív töltés (modellként gyakran piros színnel jelenik meg) és a negatív töltés (modellként gyakran kék színnel). A modell színének semmi köze a részecskék tényleges színéhez.
Elektronfelesleg és elektronhiány
Joachim Herz Alapítvány
Normális esetben az atommag atomjainak annyi pozitív töltése van (proton), ahány negatív töltés (elektron) van az atomhéjban. Ekkor az atom kifelé semleges vagy töltetlen. Ha elektronfelesleg van, vagyis ha egy atomnak több negatív töltése van a héjban, mint a pozitív töltés a magban, akkor az atom negatív töltéssel rendelkezik kívülre - negatív ionnak hívják. Ezzel ellentétben, ha hiányzik az elektron, vagyis ha egy atomban a héjban kevesebb negatív töltés van, mint a pozitív töltésben, akkor kívülről pozitív töltésű.
Ez a koncepció alkalmazható a testre is. Ha egy testnek ugyanannyi pozitív és negatív töltése van, akkor a test töltetlen vagy elektromosan semleges. Ha egy testnek több negatív, mint pozitív töltése van, akkor elektronfelesleg van, és a test negatív töltéssel rendelkezik. Ha kevesebb negatív töltése van, mint pozitív töltése, hiányzik az elektron, és a test pozitívan töltődik fel.
Erő a töltött testek között
Az elektrosztatika alaptörvénye, a statikus töltések elmélete azt mondja: Két töltött test erőt fejt ki egymásra. Az azonos névvel megbízott testek taszítják egymást, a különböző névvel megbízott testek vonzzák egymást.
Ez az erőmennyiség csökken, amikor a töltött testek közötti távolság növekszik. Minél nagyobb a távolság a töltött testek között, annál kisebb a vonzó vagy taszító erő.
A negatív töltések szabad mobilitása a vezetőkben (pl. Fémek)
A negatív A terheket nagyrészt szabadon mozgathatja. Például, ha a töltés nélküli fémhengert negatív töltésű golyóval érinti a bal oldalon, a negatív töltések azonnal eloszlanak az egész hengeren. A selyemszálakon felfüggesztett gyöngyök taszítják egymást, és jelzik, hogy például érintkezés után a szélsőjobb oldalon is negatív töltés van.
A pozitív töltések viszont többnyire helyhez kötöttek és nem vándorolnak.
Figyelem: Az animáció 4. ábra nagymértékben lelassul, hogy az elv világossá váljon számodra! A valóságban a folyamat sokkal gyorsabb.
Az elektroszkóp töltésének igazolása
Az elektroszkóp egy fémes házból áll, amelybe egy forgó mutatóval ellátott fémes rudat helyeznek el.
Az elektroszkóp funkcionalitása az azonos nevű töltések közötti taszító erőn alapul. Ha például negatív töltéseket helyeznek az elektroszkóp lemezére, akkor ezek eloszlanak a rudakon és a mutatón is. A forgatható mutatót az azonos nevű rúd taszítja, és ezzel elhajlást okoz (a terhelés első bizonyítéka). A mutató elhajlása a lemezre helyezett töltés mennyiségével növekszik (az elektromos töltés additivitása).
Jegyzet: Az animáció 5. ábra nagyon durván mutatja az elektroszkóp körülményeit. A pontosabb megközelítés érdekében figyelembe kell venni a lakásra gyakorolt hatás jelenségét.
A pozitív és a negatív töltések lemondhatják egymást
Például, ha pozitívan töltesz egy elektroszkópot, az ki fog rúgni. Ha ugyanannyi negatív töltést tesz fel az elektroszkóp lemezére egy fémgömbbel, akkor az elhajlás csak ismét csökken.
A pozitív töltések eredeti hatása megszűnik, az elektroszkóp semleges. Ha még több negatív töltést alkalmaz, az elektroszkóp újra kiüt.
A létra feltöltésekor a teher a külső felületre ül
Mivel az azonos nevű díjak taszítják egymást, az azonos nevű díjak a lehető legtávolabb vannak elrendezve. Üreges vezetők esetén a töltések ezért a külső felületen vannak. A belső felületen nincsenek töltések. Ennek megfelelően csak a feltöltött csésze külső felületén veheti fel a töltést, és azt elektroszkóp segítségével érzékeli. Mivel a belső felületeken nincsenek töltések, itt nem lehet semmit megérinteni.
A fém üreges test belseje tehát mezőmentes. Az ilyen testet a FARADAY ketrec.
Jegyzet: A töltéssűrűség különösen magas a vezető azon pontjain, amelyek kis görbületi sugarúak (élek, pontok stb.). A csúcshatás hatása létrejön.