Elektrický náboj

Z Wikina

Přejít na: navigace, hledání

Vzorec pro výpočet elektrického náboje. Definice a praktické příklady.

Obsah

Jednotka a definice

Elektrický náboj se značí písmenem Q. Jednotkou elektrického náboje je Coulomb C.

1 Coulomb je elektrický náboj, který proteče vodičem při konstantním proudu 1 ampéru za dobu 1 sekundy (tzn. 1 coulomb = 1 ampérsekunda).

Z běžném života známe spíše jednotku Ah (Ampérhodina), popř. mAh (miliampérhodina), které se používají např. při popisu kapacity akumulátorů či baterií. Tyto jednotky názorně vyplývají z definice a ze základního vzorce pro výpočet elektrického náboje.

Vzorce pro výpočet elektrického náboje

Základní vzorce pro výpočet

Q = I . t
Q = C . U

kde
(veličina - jednotka - značení)
Q .. elektrický náboj - Coulomb - C
I .. elektrický proud - Amper - A
t .. čas - sekunda - s
C .. elektrická kapacita - Farad - F
V .. elektrické napětí - Volt - V

Odvozené vzorce pro výpočet

Elektrický náboj prakticky

K uchování elektrického náboje se používají akumulátory anebo kondenzátory.

Kondenzátor, který se po nabití odpojí od obvodu, udrží náboj podle kvality dielektrika. Tohoto efektu se využívá v polovodičových pamětech.

Pro názornost: Budeme-li nabíjet (automobilový) akumulátor konstantním proudem po určitou dobu, dosáhne jeho kapacita při jmenovitém napětí (12 V) určitého náboje. S tímto nábojem lze pak nastartovat motor (a ještě zbyde).

Elementární částice

Důležitá vlastnost elementárních částic a systémů, které jsou z nich složeny (atomová jádra, ionty, ale i Slunce, které má značný kladný náboj). Podstata elektrického náboje není známa. Některé elementární částice jsou nositeli kladného náboje (např. proton), jiné záporného (např. elektron), ostatní žádný náboj nemají (např. neutron, neutrino, foton).

Množství náboje 1,6 × 10–19 C je nejmenší jednotka elektřiny, jaká se v přírodě samostatně vyskytuje. Kvarky mají třetinový a dvoutřetinový náboj, ale samostatně neexistují. Elektron má náboj –1,6 × 10–19 C a proton či pozitron +1,6 × 10–19 C. Je podivuhodné, s jakou neuvěřitelnou přesností příroda spravedlivě podělila všechny nabité částice, bez ohledu na jiné vlastnosti, jakými jsou hmotnost, spin aj.

Elementární elektrický náboj

e (náboj elementárních částic) je základní konstantou všude, kde se vyskytnou elektromagnetické interakce. Místo elektrického náboje se běžně užívá bezrozměrná konstanta e2 / h c = 1/137 (nazývaná konstanta jemné struktury). Zatímco elektromagnetické vlastnosti částic závisejí na elektrickém náboji, jejich mechanické vlastnosti závisejí na jejich hmotnosti. Elektrický náboj všech nabitých elementárních částic má jedinou hodnotu 1,6 × 10–19 C, a při tom jejich klidové hmotnosti mají rozsáhlé spektrum od 0,5 MeV (elektron) až do 100 GeV (těžký boson). Elektrický náboj Q je zachován ve všech procesech: δ Q = 0. Nemůže být vytvořen ani zničen. To vysvětluje, proč elektron ponechán sám o sobě se nemůže rozpadnou v lehčí částici: žádná lehčí částice s jednotkovým elektrickým nábojem neexistuje.

Elektrický náboj základních stavebních částic hmoty a antihmoty

Částice Symbol Náboj
Elektron e , e– –1
antikvark u u~ –2/3
kvark d d –1/3
neutrino ν 0
antikvark d d~ +1/3
kvark u u +2/3
pozitron e+ +1

Odkazy

Reference

Velká encyklopedie vesmíru

Související témata

Literatura

Internetové odkazy

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Stránky
Nástroje
[CNW:Counter]