Закрыть

Електричний заряд: Електричний заряд — Вікіпедія

Содержание

Електричний заряд — Вікіпедія

Електричний заряд
Електричне поле позитивного і негативного точкових зарядів
Символи: Q
Одиниці вимірювання
СІ кулон, (Кл)
У базових величинах СІ: 1 Кл = 1 А·с
Розмірність: T I

 Електричний заряд у Вікісховищі
Класична електродинаміка
Електрика · Магнетизм
Електростатика Закон Кулона
Теорема Гауса
Електричний дипольний момент
Електричний заряд
Електрична індукція
Електричне поле
Електростатичний потенціал
Трибоелектрика
Магнітостатика Закон Біо-Савара-Лапласа
Закон Ампера
Магнітний момент
Магнітне поле
Магнітний потік
Електродинаміка Векторний потенціал
Диполь
Потенціал Ліенара — Віхерта
Сила Лоренца
Струм зміщення
Вихрові струми
Рівняння Максвелла
Електричний струм
Електрорушійна сила
Електромагнітна індукція
Електромагнітне випромінювання
Електромагнітне поле
Електричне коло Закон Ома
Правила Кірхгофа
Індуктивність
Радіохвилевід
Резонатор
Електрична ємність
Електрична провідність
Електричний опір
Електричний імпеданс

Коваріантне формулювання

Тензор електромагнітного поля
Тензор енергії-імпульсу
4-потенціал
4-струм

Відомі науковці

Генрі Кавендіш
Майкл Фарадей
Нікола Тесла
Андре-Марі Ампер
Густав Роберт Кірхгоф
Гендрік Антон Лоренц
Джеймс Клерк Максвелл
Генріх Герц
Альберт Абрагам Майкельсон
Роберт Ендрюс Міллікен
 
Див. також: Портал:Фізика
  • п
  • о
  • р

Електричний заряд — фізична величина, яка характеризує здатність тіл створювати електромагнітні поля та брати участь в електромагнітній взаємодії. Електричний заряд звичайно позначають латинськими літерами q{\displaystyle q} або великою буквою Q{\displaystyle Q}. Одиницею вимірювання електричного заряду в системі одиниць СІ є кулон. Взаємодію електричних зарядів без врахування їх руху вивчає електростатика, а зарядів, що рухаються — електродинаміка. Рух електричних зарядів називається електричним струмом.

Зміст

  • 1 Історія
  • 2 Електричний заряд макроскопічних тіл
  • 3 Електричний заряд елементарних частинок
    • 3.1 Кварки
    • 3.2 Лептони
    • 3.3 Бозони
  • 4 Закон збереження
  • 5 Взаємодія елек

Элементарный электрический заряд — Карта знаний

  • Элемента́рный электри́ческий заря́д — фундаментальная физическая постоянная, минимальная порция (квант) электрического заряда, наблюдающегося в природе у свободных долгоживущих частиц. Равен приблизительно 1,602 176 6208(98)⋅10−19 Кл в Международной системе единиц (СИ) (4,803 204 673(29)⋅10−10 Фр в системе СГСЭ). Тесно связан с постоянной тонкой структуры, описывающей электромагнитное взаимодействие.

Источник: Википедия

Связанные понятия

Электромагни́тное взаимоде́йствие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, обладающими электрическим зарядом. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля. Электростатика (др. -греч. ήλεκτρον — янтарь) — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Магни́тный монопо́ль — гипотетическая элементарная частица, обладающая ненулевым магнитным зарядом — точечный источник радиального магнитного поля. Магнитный заряд является источником статического магнитного поля совершенно так же, как электрический заряд является источником статического электрического поля. Эффе́кт Шта́рка — смещение и расщепление электронных термов атомов во внешнем электрическом поле. Эффект Джозефсона — явление протекания сверхпроводящего тока через тонкий слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника. Такой ток называют джозефсоновским током, а такое соединение сверхпроводников — джозефсоновским контактом. В первоначальной работе Джозефсона предполагалось, что толщина диэлектрического слоя много меньше длины сверхпроводящей когерентности, но последующие исследования показали, что эффект сохраняется и на гораздо больших толщинах.

Упоминания в литературе

Улучшить качество детектора Попова и передатчика Маркони смог немецкий физик Карл Фердинанд Браун (Karl Ferdinand Braun). Он заменил эбонит сульфидом свинца (PbS), и тем самым усилил чувствительность кристаллического детектора. Затем он сконструировал конденсаторный контур с направленной антенной, и тем самым увеличил энергию передатчика. Если до этого дальность передачи искрового радиотелеграфа составляла около 20 км, то искровой передатчик Брауна обеспечил дальность действия свыше 10 000 км. В 1897 г. он изобрел осциллоскоп – прибор, в котором переменное напряжение перемещает пучок электронов внутри вакуумной трубки с катодными лучами и оставляет на ее поверхности след. После того, как английским физиком Джозефом Томсоном в 1897 г. был открыт электрон – носитель элементарного электрического заряда – «трубка Брауна» стала называться «электронно-лучевой».

Связанные понятия (продолжение)

Магнитосопротивление (магниторезистивный эффект) — изменение электрического сопротивления материала в магнитном поле. Впервые эффект был обнаружен в 1856 Уильямом Томсоном. В общем случае можно говорить о любом изменении тока через образец при том же приложенном напряжении и изменении магнитного поля. Все вещества в той или иной мере обладают магнетосопротивлением. Для сверхпроводников, способных без сопротивления проводить электрический ток, существует критическое магнитное поле, которое разрушает...

Подробнее: Магнетосопротивление

СКВИД (от англ. SQUID, Superconducting Quantum Interference Device — «сверхпроводящий квантовый интерферометр»; в буквальном переводе с английского squid — «кальмар») — сверхчувствительные магнитометры, используемые для измерения очень слабых магнитных полей. СКВИД-магнитометры обладают рекордно высокой чувствительностью, достигающей 5⋅10−33 Дж/Гц (чувствительность по магнитному полю — 10−13 Тл). Для длительных измерений усредненных значений в течение нескольких дней можно достичь значений чувствительности... Фото́н (от др.-греч. φῶς, род. пад. φωτός, «свет») — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света) в виде поперечных электромагнитных волн и переносчик электромагнитного взаимодействия. Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме, только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю. Фотон может находиться только в двух спиновых состояниях с проекцией спина на направление движения (спиральностью) ±1. В физике фотоны обозначаются... Эффекти́вная ма́сса — величина, имеющая размерность массы и применяемая для удобного описания движения частицы в периодическом потенциале кристалла. Можно показать, что электроны и дырки в кристалле реагируют на электрическое поле так, как если бы они свободно двигались в вакууме, но с некой эффективной массой, которую обычно определяют в единицах массы электрона me (9,11×10−31 кг). Эффективная масса электрона в кристалле, вообще говоря, отлична от массы электрона в вакууме и может быть как положительной... Электри́ческий заря́д (коли́чество электри́чества) — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Квантовая ёмкость — дополнительная электрическая ёмкость между затвором и двумерным электронным газом (ДЭГ), возникающая благодаря низкой по сравнению с металлами плотностью состояний в ДЭГ. Была впервые введёна Serge Luryi в1988 году для характеристики изменения химического потенциала в инверсионных слоях кремния и ДЭГ в GaAs. Магнети́зм — форма взаимодействия движущихся электрических зарядов, осуществляемая на расстоянии посредством магнитного поля. Наряду с электричеством, магнетизм — одно из проявлений электромагнитного взаимодействия. С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Эффект Литтла — Паркса был обнаружен в 1962 году Уильямом А. Литтлом и Роландом Д. Парком в экспериментах с тонкостенными сверхпроводящими цилиндрами помещёнными в параллельное магнитное поле. Это одно из первых указаний на важность куперовского спаривания. Фе́рми-газ (или идеальный газ Фе́рми — Дира́ка) — газ, состоящий из частиц, удовлетворяющих статистике Ферми — Дирака, имеющих малую массу и высокую концентрацию. Например, электроны в металле. В первом приближении можно считать, что потенциал, действующий на электроны в металле, является постоянной величиной и благодаря сильному экранированию положительно заряженными ионами можно пренебречь электростатическим отталкиванием между электронами. Тогда электроны металла можно рассматривать как идеальный... Ква́нтовый эффе́кт Хо́лла в графене или необы́чный ква́нтовый эффе́кт Хо́лла — эффект квантования холловского сопротивления или проводимости двумерного электронного газа или двумерного дырочного газа в сильных магнитных полях в графене. Этот эффект был предсказан теоретически и подтверждён экспериментально в 2005 году. Эффе́кт Хо́лла — явление возникновения поперечной разности потенциалов (называемой также холловским напряжением) при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. Открыт Эдвином Холлом в 1879 году в тонких пластинках золота. Экспериме́нт Па́унда и Ре́бки — проверка замедления хода времени в поле тяготения (экспериментальное подтверждение существования гравитационного красного смещения), предложенная в 1959 и осуществлённая в 1959—1960 годах сотрудником Гарвардского университета Робертом Паундом и его аспирантом Гленом Ребкой в лабораторном контролируемом эксперименте. Полученное значение в пределах ошибок эксперимента (10 %) блестяще подтвердило принцип эквивалентности и основанную на нём общую теорию относительности... Электропроводность (электри́ческая проводи́мость, проводимость) — способность тела (среды) проводить электрический ток, свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля. Также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению. Электрическое поле — одна из двух компонент электромагнитного поля, представляющая собой векторное поле, существующее вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также возникающее при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах). Электрическое поле непосредственно невидимо, но может быть обнаружено благодаря его силовому воздействию на заряженные тела. Циклотронный резонанс (ЦР) — явление поглощения или отражения электромагнитных волн проводниками, помещёнными в постоянное магнитное поле, на частотах равных или кратных циклотронной частоте носителей заряда. Квантово-размерный эффект Штарка может быть вызван как внешним электрическим полем, так и внутренним полем появляющимся вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта, в частности такой эффект был предсказан и экспериментально наблюдаем в полупроводниковых гетероструктурах на нановискерах. Я́дерный магни́тный резона́нс (ЯМР) — резонансное поглощение или излучение электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, на частоте ν (называемой частотой ЯМР), обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер. Обменное взаимодействие — взаимодействие тождественных частиц в квантовой механике, приводящее к зависимости значения энергии системы частиц от её полного спина. Представляет собой чисто квантовый эффект, исчезающий при предельном переходе к классической механике. Эффект Шубникова — де Гааза (или де Хааза) назван в честь советского физика Л. В. Шубникова и нидерландского физика В. де Хааза, открывших его в 1930 году. Наблюдаемый эффект заключался в осцилляциях магнетосопротивления плёнок висмута при низких температурах. Позже эффект Шубникова — де Гааза наблюдали в многих других металлах и полупроводниках. Эффект Шубникова — де Гааза используется для определения тензора эффективной массы и формы поверхности Ферми в металлах и полупроводниках. Релятивистская квантовая химия — раздел квантовой химии, использующий понятия из области квантовой механики и теории относительности для объяснения и предсказания свойств и структур соединений или атомов. Речь идёт об атомах, электроны которых имеют характерные скорости движения близкие к скорости света (0,2 с и выше). Примером могут служить атомы тяжёлых и сверхтяжёлых элементов. Электри́ческий ди́польный моме́нт — векторная физическая величина, характеризующая, наряду с суммарным зарядом (и реже используемыми высшими мультипольными моментами), электрические свойства системы заряженных частиц (распределения зарядов) в смысле создаваемого ею поля и действия на неё внешних полей. Главная после суммарного заряда и положения системы в целом (её радиус-вектора) характеристика конфигурации зарядов системы при наблюдении её издали. Эффект Керра, или квадратичный электрооптический эффект, — явление изменения значения показателя преломления оптического материала пропорционально квадрату напряжённости приложенного электрического поля. Отличается от эффекта Поккельса тем, что изменение показателя прямо пропорционально квадрату электрического поля, в то время как последний изменяется линейно. Эффект Керра может наблюдаться во всех веществах, однако некоторые жидкости проявляют его сильнее других веществ. Открыт в 1875 году шотландским... Постоянная тонкой структуры (графен) — новое квантово-механическое явление в графене, заключающееся в том, что оптическая прозрачность одноатомного 2М-слоя графена зависит только от безразмерных величин: постоянной тонкой структуры и числа «пи». Атом гелия — это атом химического элемента гелия. Гелий состоит из двух электронов привязанных электромагнитной силой к ядру, которое содержит два протона вместе с одним или двумя нейтронами, в зависимости от изотопа, удерживаемые вместе сильным взаимодействием. В отличие от водорода, замкнутой формы решения уравнения Шредингера для атома гелия не найдено. Однако, различные приближения, такие, как метод Хартри–Фока, можно использованы для оценки энергии основного состояния и волновой функции атома... Ловушка Пеннинга — устройство, использующее однородное статическое магнитное поле и пространственно неоднородное электрическое поле для хранения заряженных частиц. Этот тип ловушек часто используется при точных измерениях свойств ионов и стабильных субатомных частиц, обладающих электрическим зарядом. В недавнем прошлом подобная ловушка успешно использовалась при физической реализации квантового компьютера и квантовых вычислений. Ловушки Пеннинга также применялись при создании так называемого «квазиатома... Ста́рая ква́нтовая тео́рия (иногда ста́рая ква́нтовая меха́ника) — подход к описанию атомных явлений, который был развит в 1900—1924 годах и предшествовал квантовой механике. Характерная черта теории — использование классической механики и некоторых предположений, вступавших в противоречие с ней. Основа старой квантовой теории — модель атома Бора, к которой позже Арнольд Зоммерфельд добавил квантование z-компоненты углового момента, которое неудачно назвали пространственным квантованием. Квантование... Атом водорода — физико-химическая система, состоящая из атомного ядра, несущего элементарный положительный электрический заряд, и электрона, несущего элементарный отрицательный электрический заряд. В состав атомного ядра как правило входит протон или протон с одним или несколькими нейтронами, образуя изотопы водорода. Электрон преимущественно находится в тонком концентрическом шаровом слое вокруг атомного ядра, образуя электронную оболочку атома. Наиболее вероятный радиус электронной оболочки атома... Теорема о равнораспределении кинетической энергии по степеням свободы, закон равнораспределения, теорема о равнораспределении — связывает температуру системы с её средней энергией в классической статистической механике. В первоначальном виде теорема утверждала, что при тепловом равновесии энергия разделена одинаково между её различными формами, например, средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы должна равняться средней кинетической энергии её вращательного движения. Мультипо́ли (от лат. multum — много и греч. πόλος — полюс) — определённые конфигурации точечных источников (зарядов). Простейшими примерами мультиполя служат точечный заряд — мультиполь нулевого порядка; два противоположных по знаку заряда, равных по абсолютной величине — диполь, или мультиполь 1-го порядка; 4 одинаковых по абсолютной величине заряда, размещённых в вершинах параллелограмма, так что каждая его сторона соединяет заряды противоположного знака (или два одинаковых, но противоположно направленных...

Подробнее: Мультиполь

Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура). Известны несколько сотен соединений, чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Оно характеризуется также эффектом Мейснера, заключающемся в полном вытеснении магнитного поля из объёма сверхпроводника. Существование этого эффекта показывает... Графе́н (англ. graphene) — двумерная аллотропная модификация углерода, образованная слоем атомов углерода толщиной в один атом, находящихся в sp²-гибридизации и соединённых посредством σ- и π-связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как одну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен обладает большой механической жёсткостью и рекордно большой теплопроводностью (~1 ТПа и ~5⋅103 Вт·м−1·К−1 соответственно). Высокая подвижность носителей... Работа выхода — энергия (обычно измеряемой в электрон-вольтах), которую необходимо сообщить электрону для его «непосредственного» удаления из объёма твёрдого тела. Здесь «непосредственность» означает то, что электрон удаляется из твёрдого тела через данную поверхность и перемещается в точку, которая расположена достаточно далеко от поверхности по атомным масштабам (чтобы электрон прошёл весь двойной слой), но достаточно близко по сравнению с размерами макроскопических граней кристалла. При этом пренебрегают... Эффект поля (англ. Field-effect) в широком смысле состоит в управлении электрофизическими параметрами поверхности твёрдого тела с помощью электрического поля, приложенного по нормали к поверхности. Осцилляции Шубникова — де Гааза в графене впервые наблюдали в 2005 году. Эффект заключается в периодическом изменении сопротивления или проводимости электронного или дырочного газа как функции обратного магнитного поля. Он связан с осциллирующим поведением плотности состояний в магнитном поле. Лагранжиан Гейзенберга — Эйлера описывает нелинейную динамику электромагнитного поля в вакууме. Был впервые получен Вернером Гейзенбергом и Гансом Эйлером в 1936 году для учёта влияния эффектов квантовой электродинамики на свободное электромагнитное поле через рождение пар виртуальных электронов-позитронов. Квадрупольный масс-анализатор — один из основных видов масс-анализаторов масс-спектрометра. Масс-спектрометры с таким масс-анализатором называют квадрупольными, которые различают как одноквадрупольные (Q) и трехквадрупольные (QQQ). Тунне́льный эффект, туннели́рование — преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия (остающаяся при туннелировании неизменной) меньше высоты барьера. Туннельный эффект — явление исключительно квантовой природы, невозможное в классической механике и даже полностью противоречащее ей. Аналогом туннельного эффекта в волновой оптике может служить проникновение световой волны внутрь отражающей среды (на расстояния порядка длины световой волны) в условиях, когда, с точки... Парадоксы электрона — парадоксы классической электродинамики, вытекающие из предположения о точечном характере электрона. Опти́ческий пинце́т (англ. optical tweezers), иногда «лазерный пинцет» или «оптическая ловушка» — оптический инструмент, который позволяет манипулировать микроскопическими объектами с помощью лазерного света (обычно испускаемого лазерным диодом). Он позволяет прикладывать к диэлектрическим объектам силы от фемтоньютонов до наноньютонов и измерять расстояния от нескольких нанометров до микронов. В последние годы оптические пинцеты начали использовать в биофизике для изучения структуры и принципа работы... Источник света — любой объект, излучающий электромагнитную энергию в видимой области спектра. По своей природе подразделяются на искусственные и естественные. Циклотронная эффективная масса — эффективная масса электрона или дырки, возникающая при движении носителей в магнитном поле. В общем случае эта масса не совпадает с эффективной массой носителей, поскольку поверхность Ферми может быть анизотропной и эффективная масса принимает вид тензора. Циклотронную эффективную массу измеряют с помощью метода циклотронного резонанса или магнитотранспортных методах (эффект Шубникова — де Гааза). Знание циклотронной массы позволяет восстановить форму поверхности... Возникнове́ние ква́нтовой фи́зики — процесс длительный и постепенный, который занял свыше 25 лет. От первого возникновения понятия кванта до разработки так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики прошло 27 лет, заполненных интенсивной работой учёных всей Европы. В развитии и понимании квантовой теории приняли участие очень многие люди, как старшего поколения — Макс Борн, Макс Планк, Пауль Эренфест, Эрвин Шрёдингер, так и совсем молодые, ровесники квантовой гипотезы — Вернер Гейзенберг... Двумерный электронный газ (ДЭГ) — электронный газ, в котором частицы могут двигаться свободно только в двух направлениях, а в третьем они помещены в энергетическую потенциальную яму. Ограничивающий движение электронов потенциал может быть создан электрическим полем, например, с помощью затвора в полевом транзисторе или встроенным электрическим полем в области гетероперехода между различными полупроводниками. Если число заполненных энергетических подзон в ДЭГ превышает одну, то говорят о квазидвумерном... Таунсенд (Тд) - единица измерения приведенного электрического поля (E/N), где E - напряженность электрического поля, N - концентрация нейтральных частиц.

Основы электротехники. Часть 1 электростатика

Ещё в Древней Греции было замечено, что натёртый мехом янтарь начинает притягивать мелкие частички – пыль и крошки. Долгое время (вплоть до середины 18 века) не могли дать серьёзного обоснования данного явления. Только в 1785 г. Кулон, наблюдая за взаимодействием заряженных частиц, вывел основной закон их взаимодействия. Примерно через полвека Фарадей исследован и систематизировал действие электрических токов и магнитных полей, а ещё через тридцать лет Максвелл обосновал теорию электромагнитного поля.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Электрический заряд

Впервые термин «электрический» и «электризация», как производные от латинского слова «electri» – янтарь, были введены в 1600 г. английским учёным У. Гильбертом для объяснения явлений, которые возникают при натирании янтаря мехом или стекла кожей. Таким образом, тела, которые обладают электрическими свойствами стали называть электрически заряженными, то есть им был передан электрический заряд.

Из выше сказанного следует, что электрический заряд – это количественная характеристика, показывающая степень возможного участия тела в электромагнитном взаимодействии. Заряд обозначается q или Q и имеет разрядность Кулон (Кл)

В результате многочисленных опытов были выведены основные свойства электрических зарядов:

  • существуют заряды двух типов, которые условно названы положительным и отрицательным;
  • электрические заряды могут передаваться от одного тела к другому;
  • одноимённые электрические заряды отталкиваются друг от друга, а разноимённые – притягиваются друг к другу.


Взаимодействие зарядов.

Кроме того был установлен закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов в замкнутой (изолированной) системе остаётся постоянной

В 1749 г. американский изобретатель Бенджамин Франклин выдвигает теорию электрических явлений, согласно которой электричество есть заряженная жидкость, недостаток которой он определил как отрицательное электричество, а избыток – положительное электричество. Так возник знаменитый парадокс электротехники: согласно теории Б.Франклина электричество течет от положительного к отрицательному полюсу.

Согласно современной теории строения веществ, все вещества состоят из молекул и атомов, которые в свою очередь состоят из ядра атома и вращающихся вокруг него электронов «e». Ядро является неоднородным и состоит в свою очередь из протонов «р» и нейтронов «n». Причем электроны являются отрицательно заряженными частицами, а протоны положительно заряженными. Так как расстояние между электронами и ядром атома значительно превышают размеры самих частиц, то электроны могут, отщепляются от атома, тем самым обуславливается перемещение электрических зарядов между телами.


Структура атома (литий).

Кроме вышеописанных свойств электрический заряд обладает свойством деления, но существует величина минимально возможного неделимого заряда, равного по абсолютной величине заряду электрона (1,6*10-19 Кл), называемого также элементарным зарядом. В настоящее время доказано существование частиц с электрическим зарядом меньше элементарного, которые называются кварки, но время их существования незначительно и в свободном состоянии они не обнаружены.

Закон Кулона. Принцип суперпозиции

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов изучает раздел физики названный электростатикой, в основе которой фактически лежит закон Кулона, который был выведен на основе многочисленных опытов. Данный закон, также как и единица электрического заряда были названы в честь французского физика Шарля Кулона.

Кулон проводя свои опыты установил, что сила взаимодействия между двумя небольшими электрическим зарядами подчиняется следующим правилам:

  • сила пропорциональна величине каждого заряда;
  • сила обратно пропорциональна квадрату расстояний между ними;
  • направление действия силы направленно вдоль прямой соединяющей заряды;
  • сила представляет собой притяжение, если тела заряжены противоположно, и отталкивание в случае одноимённых зарядов.

Таким образом, закон Кулона выражается следующей формулой

где q1, q2 – величина электрических зарядов,

r – расстояние между двумя зарядами,

k – коэффициент пропорциональности, равный k = 1/(4πε0) = 9 * 109 Кл2/(Н*м2), где ε0 – электрическая постоянная, ε0 = 8,85 * 10-12 Кл2/(Н*м2).

Замечу, что ранее электрическая постоянная ε0 называлась диэлектрической постоянной или диэлектрической проницаемостью вакуума.


Рисунок иллюстрирующий закон Кулона.

Закон Кулона проявляется, нет только при взаимодействии двух зарядов, но и что чаще встречается системы из нескольких зарядов. В этом случае закон Кулона дополняется ещё одним существенным фактором, который называется «принципом наложения» или принципом суперпозиции.

В основе принципа суперпозиции лежит два правила:

  • воздействие на заряженную частицу нескольких сил есть векторная сумма воздействий этих сил;
  • любое сложное движение состоит из нескольких простых движений.

Принцип суперпозиции, на мой взгляд, проще всего изобразить графически


Изображение, поясняющее принцип суперпозиции.

На рисунке показаны три заряда: -q1, +q2, +q3. Для того чтобы вычислить силу Fобщ, которая действует на заряд -q1, необходимо вычислить по закону Кулона силы взаимодействия F1 и F2 между -q1, +q2 и -q1, +q3. Затем получившиеся силы сложить по правилу сложения векторов. В данном случае Fобщ вычисляется как диагональ параллелограмма по следующему выражению

где α – угол между векторами F1 и F2.

Электрическое поле. Напряженность электрического поля

Всякое взаимодействие между зарядами, называемое также кулоновским взаимодействием (по названию закона Кулона) происходит при помощи электростатического поля, которое является неизменяющимся по времени электрическим полем неподвижных зарядов. Электрическое поле является частью электромагнитного поля и создаётся оно электрическим зарядами или заряженными телами. Электрическое поле воздействует на заряды и заряженные тела независимо от того движутся ли они или находятся в состоянии покоя.

Одним из фундаментальных понятий электрического поля является его напряженность, которая определяется как отношение силы действующей на заряд в электрическом поле к величине этого заряда. Для раскрытия данного понятия необходимо ввести такое понятие как «пробный заряд».

«Пробным зарядом», называется такой заряд, который не участвует в создании электрического поля, а также имеет очень маленькую величину и поэтому своим присутствием не вызывает перераспределение зарядов в пространстве, тем самым не искажая электрическое поле создаваемое электрическим зарядами.


Заряд в электрическом поле.

Таким образом, если внести «пробный заряд» q0 в точку, находящуюся на некотором расстоянии от заряда q, то на «пробный заряд» qП будет действовать некоторая сила F, обусловленная присутствием заряда q. Отношение силы F0 действующей на пробный заряд, в соответствии с законом Кулона, к величине «пробного заряда», называется напряженностью электрического поля. Напряженность электрического поля обозначается Е и имеет разрядность Н/Кл

Потенциал электростатического поля. Разность потенциалов

Как известно, если на тело действует какая-либо сила, то такое тело совершает определённую работу. Следовательно, и заряд, помещённый в электрическое поле, также будет выполнять работу. В электрическом поле выполненная зарядом работа не зависит от траектории движения, а определяется лишь положением, которое занимает частица в начале и конце перемещения. В физике поля подобные электрическому полю (где работа не зависит от траектории движения тела) называются потенциальными.


Работа в потенциальном поле.

Выполненная телом работа определяется по следующему выражению

где F – сила, действующая не тело,

S – расстояние, пройденное телом по действие силы F,

α – угол между направлением движения тела и направлением действия силы F.

Тогда работа выполненная «пробным зарядом» в электрическом поле созданным зарядо

Заряд электрический — это что такое?

Знакомьтесь – электрический заряд

Каждый человек знаком с ситуацией, когда, касаясь предмета рукой, он ощущает лёгкое покалывание, иногда ему даже слышится слабый треск. Часто говорят, что предмет «бьёт током», он наэлектризован. Всему виной электрический заряд.

Заряд — что же это такое

Электрический заряд представляет собой физическую величину. Электрически заряженное тело способно генерировать электромагнитное поле для взаимодействия с другими телами (предметами).

Этот термин был применен автором закона Кулона — французом Шарлем Кулоном в 1785. Заряд измеряется в кулонах (Кл) и обозначается как q (или Q).

Q= 1 Кл подразумевает электрический заряд, путешествующий через поперечное сечение проводника за одну секунду при силе тока в 1 Ампер.

Из истории

  • Древние греки обратили внимание на странное поведение янтаря: при трении о шерсть он вдруг начинал притягивать нетяжёлые предметы.
  • Англичанин Уильям Гильберт дал телами, притягивающим предметы, название «наэлектризованных». Свои опыты с магнитами и электромагнитными свойствами тел он подробно описал в книге «О магните, магнитных телах и большом магните—Земле» («De magnete, magneticisque corparibus et magne magnete tellure», 1600 г.).
  • Французский ученый-физик Ш. Дюфе (1698 – 1739) наблюдал различия зарядов, сообщаемых стеклу, натираемому о шёлк, и смоле при трении её о шерсть, и классифицировал их как «стеклянный» и «смоляной». Позже применительно к зарядам стали употребляться термины «положительный» и «отрицательный» соответственно. В процессе опытов Дюфе открыл любопытное свойство заряженных тел: предметы с одноименными зарядами расходятся в пространстве (отталкивают друг друга), заряженные разноимённо — притягиваются.

Немного физики

В 1843 году англичанин Майкл Фарадей провёл серию экспериментов, в результате которых опытным путем был подтверждён закон сохранения электрического заряда.

Согласно этому положению положительные и отрицательные заряды суммируются, при этом данная алгебраическая сумма остается неизменной при условии замкнутости системы.

В состоянии покоя тело электрически нейтрально. Для него характерно наличие взаимно компенсирующих разноимённых зарядов одинаковой величины. Взаимная электризация тел вызывает обмен зарядами, суммарное же их значение при этом не меняется.

Электрический заряд – одно из базовых понятий физики, а закон его сохранения является основополагающим законом современного мироздания.

Интересный факт

Слово «электричество» имеет древнегреческое происхождение (др.-греч. ἤλεκτρον – «янтарь»).
Свойство янтаря электризовать предметы было замечено греками ещё в древности.

На Руси янтарь называли «илектр», а собственно слово «янтарь» пришло в русский язык, предположительно, из литовского (gintaras), ведь именно Литва считает эти «застывшие слезы сосны» своим символом.

Здесь упоминание янтаря можно встретить повсюду: от названия гостиницы до пивной этикетки.

Прокомментируйте, пожалуйста, вопрос:

Какие опыты с электричеством Вы помните еще из школы? → Ответить Руководство по зарядке электромобилей

| ChargeHub

Электромобили и гибридные автомобили с подзарядкой от электросети являются относительно новыми на рынке, и тот факт, что они используют электричество для приведения в движение, означает, что была создана новая инфраструктура, которую мало кто из них знаком с. Вот почему мы создали это полезное руководство, чтобы объяснить и прояснить различные решения для зарядки, используемые для зарядки электромобиля.

В этом руководстве по зарядке электромобиля вы узнаете больше о 3 местах, где можно заряжать, о 3 различных уровнях зарядки, доступных в Северной Америке, о быстрой зарядке с нагнетатели, время зарядки и разъемы.Вы также найдете важный инструмент для общедоступной зарядки и полезные ссылки, чтобы ответить на все ваши вопросы.

Прежде чем мы перейдем к этим концепциям, полезно знать различные термины, используемые для зарядных станций. Обычно все они относятся к одному и тому же.

  • Зарядная станция
  • Зарядная розетка
  • Вилка для зарядки
  • Порт зарядки
  • Зарядное устройство
  • EVSE (Оборудование для электроснабжения электромобилей)

Поделитесь этим руководством на facebook или twitter и поделитесь знаниями!



Зарядные устройства для электромобилей

Зарядка электромобиля или подключаемого гибрида в основном производится дома.На домашнюю зарядку приходится 80% всей зарядки, производимой водителями электромобилей. Вот почему важно понимать доступные решения, а также их достоинства.

Решения для домашней зарядки

: уровень 1 и уровень 2

Существует два типа домашней зарядки: уровень 1, зарядка и уровень 2, зарядка.

  • Уровень 1 Зарядка происходит при зарядке электромобиля (EV) с помощью зарядного устройства, входящего в комплект поставки автомобиля.Эти зарядные устройства можно подключить одним концом к любой стандартной розетке на 120 В, а другой конец подключается напрямую. в машину. Он может заряжать 200 километров (124 миль) за 20 часов.
  • Level 2 Зарядные устройства продаются отдельно от автомобиля, хотя часто их покупают одновременно. Эти зарядные устройства требуют немного более сложной настройки, так как они подключаются к розетке 240 В, что позволяет заряжать от 3 до В 7 раз быстрее в зависимости от электромобиля и зарядного устройства.Все эти зарядные устройства имеют разъем SAE J1772 и доступны для покупки в Интернете в Канаде и США. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. Обычно их устанавливает электрик. Вы можете узнать больше о зарядных станциях уровня 2 в этом руководстве.

Для каждого электромобиля или подключаемого гибрида рекомендуется использовать домашнюю зарядную станцию ​​уровня 2, чтобы помочь вам заряжаться быстрее и полностью раскрыть потенциал вашего электромобиля.Провинциальный а в некоторых регионах действуют муниципальные льготы, помогающие оплачивать закупку и установку. Вы также можете посетить следующие веб-сайты для получения дополнительной информации.


Плюсы домашней зарядки

Чтобы пользоваться всеми преимуществами зарядки в домашних условиях, необходимо использовать домашнее зарядное устройство 2-го уровня.

Полностью заряженный аккумулятор за несколько часов

Зарядное устройство 2-го уровня позволяет заряжать электромобиль в 5-7 раз быстрее для полностью электрического автомобиля или до 3 раз быстрее для подключаемого гибрида по сравнению с зарядным устройством 1-го уровня.Это означает, что вы сможете максимально использовать электромобиля и уменьшите количество остановок для зарядки на общественных зарядных станциях.

Полная зарядка автомобиля с аккумулятором на 30 кВтч (стандартный аккумулятор для электромобиля) занимает около четырех часов, что позволяет максимально эффективно использовать электромобиль, особенно когда у вас ограниченное время для зарядки.

Начните свой день с полной зарядкой

Домашняя зарядка обычно выполняется по вечерам и ночью.Просто подключите зарядное устройство к электромобилю, когда придете домой с работы, и на следующее утро у вас будет полностью заряженный аккумулятор. В большинстве случаев электромобили запаса хода хватит на все ваши ежедневные поездки, а это значит, что вам не придется останавливаться у общественных зарядных устройств для зарядки. Дома ваш электромобиль заряжается, пока вы едите, играете с детьми, смотрите телевизор и спите!

Большая экономия на расходах на зарядку

Еще одно преимущество домашней зарядки - это низкая стоимость бытовой электроэнергии по сравнению со стоимостью общественных зарядных станций и стоимостью газа.

  • В Квебеке заряжать дома на 30% дешевле, чем на общественном зарядном устройстве, и в 6 раз дешевле проехать 100 км (62 мили) на электричестве, чем на газе.
  • В Онтарио зарядка дома на 65% дешевле, чем на общественном зарядном устройстве, и в 5 раз дешевле проехать 100 км (62 мили) на электричестве, чем на газе.
  • В Британской Колумбии заряжать дома на 30% дешевле, чем на общественном зарядном устройстве, и в 5 раз дешевле проехать 100 км (62 мили) на электричестве, чем на газе.
  • В США все зависит от цен на электричество и газ. Вы должны сравнить потребление электроэнергии в кВтч / 100 миль электромобиля, умноженное на стоимость кВтч, с потреблением галлонов / 100 миль бензиновой машины, умноженные на цену галлона бензина. Таким образом, вы сможете быстро узнать, сколько вы можете сэкономить на путевых расходах.


Общественные зарядные станции для электромобилей

Общедоступная зарядка позволяет водителям электромобилей заряжать свои электромобили в дороге, когда им необходимо проехать на большие расстояния, чем позволяет автономность их электромобилей.Эти общественные зарядные устройства часто находятся рядом с ресторанами, магазинами. центры, парковочные места и подобные общественные места.

Чтобы их было легко найти, мы предлагаем вам использовать карту зарядных станций ChargeHub, доступную для iOS, Android и веб-браузеров. Карта позволяет легко найти все общедоступные зарядные устройства в Северной Америке. Вы также можете увидеть большинство зарядных устройств. статус в режиме реального времени, составлять маршруты и многое другое.В этом руководстве мы будем использовать нашу карту, чтобы объяснить, как работает общественная зарядка.

Об общественной зарядке нужно знать три основных момента: 3 разных уровня зарядки, разница между разъемами и сетями зарядки.


Электрическая зарядка по выгодной цене - Выгодные предложения на электрическую зарядку от мировых продавцов электрических зарядных устройств

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для зарядки.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая электрическая зарядка в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили зарядку на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в зарядке и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести Электрическая зарядка по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Зарядка электромобиля дома

Оптимизация зарядки дома

По мере того, как все больше людей заряжают свои электромобили дома, зарядные устройства для умного дома - это способ решить новые проблемы, связанные с энергией, которые возникнут у водителей и сетей.

Энергия дешевле

Хотя водитель электромобиля в целом экономит деньги, питая свой автомобиль электричеством, а не ископаемым топливом, его счет за электроэнергию в доме все равно будет больше, чем был раньше. Хорошая новость заключается в том, что, в отличие от ископаемого топлива, есть много вещей, которые можно сделать, чтобы понять и снизить стоимость электроэнергии для получения дополнительной экономии.

Многие зарядные устройства для умного дома отслеживают потребление энергии в доме и электромобилях, чтобы вы могли получить четкое представление о стоимости одного кВтч, что позволяет определить, сколько вы тратите, и перейти на более дешевые тарифы.Кроме того, подключение на ночь может позволить вам воспользоваться более дешевым тарифом Economy 7.

Более зеленая энергия

Сегодня электромобиль уже экологичнее, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, но зарядка все большим количеством возобновляемых источников энергии делает вождение электромобиля еще более экологически чистым.

Энергосистема Великобритании постоянно становится экологичнее за счет все большего количества возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра. Хотя это означает, что зарядка электромобилей в целом становится более экологичной, вы можете переключиться на одного из многих поставщиков возобновляемых источников энергии, чтобы сделать зарядку дома еще более экологичной.

Управление нагрузкой на электроснабжение дома

Зарядка электромобиля дома создает дополнительную нагрузку на вашу электросеть. В зависимости от максимальной скорости зарядки вашей точки зарядки и транспортного средства эта нагрузка может повредить ваш главный предохранитель.

Чтобы избежать перегрузки главного предохранителя, некоторые зарядные устройства для умного дома автоматически уравновешивают мощность, потребляемую вашей точкой зарядки, с остальной частью вашего дома, гарантируя, что это никогда не приведет к превышению общей потребляемой вами мощности максимально доступной мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *