Elektromos töltés
Az elektromos töltés az elektronok, protonok és más szubatomi részecskék alapvető tulajdonsága. Az elektronok negatív, míg a protonok pozitív töltésűek. A negatív töltésű és a pozitív töltésű dolgok vonzzák (vonzzák) egymást. Ezáltal az elektronok és a protonok egymáshoz tapadnak, és atomokat alkotnak. Az azonos töltésű dolgok eltaszítják egymást (taszítják egymást). Ezt hívják a töltések törvényének. Charles-Augustin de Coulomb fedezte fel. A törvényt, amely leírja, hogy a töltések milyen erősen vonzzák és taszítják egymást, Coulomb törvényének nevezik.
Azok a dolgok, amelyekben egyenlő számú elektron és proton van, semlegesek. Azok a dolgok, amelyeknek több elektronjuk van, mint protonjuk, negatív töltésűek, míg azok, amelyeknek kevesebb elektronjuk van, mint protonjuk, pozitív töltésűek. Az azonos töltéssel rendelkező dolgok taszítják egymást. A különböző töltéssel rendelkező dolgok vonzzák egymást. Ha lehetséges, az, amelyiknek túl sok elektronja van, annyi elektront ad, hogy a túl sok elektronnal rendelkező protonjainak száma megfeleljen az elektronok terhelésének. Ha éppen annyi elektron van, amennyi a plusz protonokhoz elegendő, akkor a két dolog már nem vonzza egymást. Amikor az elektronok egy olyan helyről, ahol túl sok van, egy olyan helyre mozognak, ahol túl kevés van, azt elektromos áramnak nevezzük.
Ha valaki csoszog a lábával a szőnyegen, majd megérint egy sárgaréz kilincset, áramütést kaphat. Ha elég sok plusz elektron van, akkor az az erő, amellyel ezek az elektronok egymást eltolják, elég lehet ahhoz, hogy néhány elektron átugorjon a személy és a kilincs közötti résen. A szikra hossza a feszültség vagy az "elektromos nyomás" mérőszáma. Az időegységenként egyik helyről a másikra vándorló elektronok száma az áramerősség vagy az "elektronáramlás sebessége".
Ha egy személy pozitív vagy negatív töltést kap, akkor a személy hajszálai felállhatnak, mert az egyes hajszálakban lévő töltések eltolják azokat a többitől.
A kilincs vagy más tárgy által okozott áramütéskor érzett elektromos töltés általában 25 ezer és 30 ezer volt között van. Az elektromos áram azonban csak rövid ideig folyik, így az elektronok áramlása az ember testén keresztül nem okoz fizikai károsodást. Másrészt, amikor a felhők elektromos töltést kapnak, még nagyobb feszültséggel rendelkeznek, és az áramerősség (a villámcsapásban áramló elektronok száma) nagyon magas lehet. Ez azt jelenti, hogy az elektronok a felhőből a földre (vagy a földről a felhőbe) ugorhatnak. Ha ezek az elektronok áthaladnak egy emberen, akkor az áramütés megégethet vagy megölhet.
Történelmi kísérlet
A következő kísérletet James Clerk Maxwell írja le A Treatise on Electricity and Magnetism (1873) című művében. Normális esetben az üveg és a gyanta egyaránt semlegesen töltött. Ha azonban összedörzsöljük, majd szétválasztjuk őket, képesek lesznek egymást vonzani.
Ha egy második üvegdarabot egy második gyantával dörzsölünk, a következő dolgokat látjuk:
- A két üvegdarab taszítja egymást.
- Minden egyes üvegdarab vonzza a gyantadarabokat.
- A két gyantadarab taszítja egymást.
Ha egy töltött és egy töltés nélküli tárgyat összehozunk, a vonzás nagyon gyenge lesz.
Azokat a testeket, amelyek képesek ilyen módon vonzani vagy taszítani dolgokat, "elektromossággal feltöltöttnek" vagy "elektromossággal feltöltöttnek" nevezik. Amikor két különböző anyagot dörzsölünk egymáshoz, elektromos töltés keletkezik, mert az egyik elektronokat ad át a másiknak. Ennek az az oka, hogy a két anyag atomjai nem rendelkeznek egyenlő erővel az elektronok vonzására. Tehát az, amelyik jobban vonzza az elektronokat, elektronokat vesz el attól, amelyiknek kisebb a vonzóereje. Ha az üveget valami máshoz dörzsöljük, akkor vagy adhat, vagy vehet el elektronokat. Hogy mi történik, az attól függ, hogy mi az a másik dolog.
Azokat a dolgokat, amelyek elektronokat vettek fel, "negatívan töltöttnek", az elektronokat leadó dolgokat pedig "pozitívan töltöttnek" nevezzük. Ezeknek az elnevezéseknek nincs különösebb oka. Ez csak egy önkényes (véletlenszerű választás) egyezmény (megállapodás).
A testek a súrlódás okozta elektromosságon kívül számos más módon is elektromossá válhatnak.
Kapcsolódó oldalak
Kérdések és válaszok
K: Mi az elektromos töltés?
V: Az elektromos töltés az elektronok, protonok és más szubatomi részecskék alapvető tulajdonsága. Az elektronok negatív töltésűek, míg a protonok pozitív töltésűek. Az azonos töltéssel rendelkező dolgok eltolják egymást (taszítják egymást).
K: Ki fedezte fel a töltések törvényét?
V: A töltések törvényét Charles-Augustin de Coulomb fedezte fel.
K: Mit ír le Coulomb törvénye?
V: A Coulomb-törvény leírja, hogy a töltések milyen erősen vonzzák és nyomják egymást.
K: Miben különböznek a semleges tárgyak a pozitív vagy negatív töltésűektől?
V: Azok a tárgyak, amelyeknek egyenlő számú elektronjuk és protonjuk van, semlegesek, míg azok a dolgok, amelyeknek több elektronjuk van, mint protonjuk, negatív töltésűek, és azok, amelyeknek kevesebb elektronjuk van, mint protonjuk, pozitív töltésűek.
K: Mi történik, ha két különböző töltésű tárgy érintkezik egymással?
V: Amikor két különböző töltésű tárgy érintkezik egymással, vonzzák egymást - ha lehetséges, a túl sok elektronnal rendelkező tárgy annyi elektront ad le, hogy a túl sok elektronnal rendelkező tárgy elektronjainak száma megegyezzen a túl sok protonnal rendelkező tárgy elektronjainak számával. Ha éppen annyi elektron van, amennyi a plusz protonokhoz elegendő, akkor a két dolog már nem fogja egymást vonzani.
K: Hogyan alakul ki az elektromos áram?
V: Amikor az elektronok egy olyan helyről, ahol túl sok van, egy olyan helyre mozognak, ahol túl kevés van, azt elektromos áramnak nevezzük.
K: Miért lehet veszélyes az áramütés bizonyos esetekben, de más esetekben nem?
V: Az áramütés, amelyet akkor érez az ember, amikor egy kilincs vagy más tárgy által okozott áramütés ér, általában 25 ezer és 30 ezer volt között van; mivel azonban az elektromos áram csak rövid ideig folyik, nem okoz fizikai sérülést. Másrészt, amikor a felhők elektromos töltést kapnak, még nagyobb feszültséggel rendelkeznek, és az áramerősség (a villámcsapásban áramló elektronok száma) nagyon magas lehet - ez azt jelenti, hogy ha ezek a nagyfeszültségű/nagy áramerősségű elektronok áthaladnak egy emberen, az megégetheti vagy megölheti őt.
