電荷的基本性質

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引言

電荷的基本性質描述了物質由粒子構成時，在電場或磁場中的特性。電荷用兩種符號表示：正和負。當兩個物體相互摩擦時產生電荷。

此時，電荷從一個物體轉移到另一個物體。這種現象也稱為**靜電**，因為沒有電荷流動。在我們的日常生活中，我們走路時也會在地毯上產生電荷，這是鞋子和地毯之間摩擦的結果。電荷是電子的簡單形式，是產生電場的原因。由於電荷可以在任何電路和導體中從一端流到另一端，這被稱為電流。

電荷定義

它是物質的一種物理效應。當它置於電場或磁場中時會受到力的作用。它是一個**標量**，只有大小。

電荷主要分為兩種型別

• 正電荷

• 負電荷

給出電荷的物體稱為**帶正電**。類似地，接受電荷的物體是**帶負電**的。同性電荷相互排斥，異性電荷相互吸引。每個物體都攜帶一些電荷。沒有電荷的物體意味著它們是**中性**的。電荷的符號是q。

如果我們用數學方法定義電荷，它等於一個電子電荷的整數倍1.6×10^-19 C

$$\mathrm{Q=ne}$$

$$\mathrm{Q=總電荷}$$

$$\mathrm{e=電子電荷}$$

$$\mathrm{n=電子數}$$

電荷的基本性質

電荷守恆

電荷守恆定律指出，電荷既不能被創造也不能被消滅；它只能透過諸如**感應和傳導**之類的過程從一個物體轉移到另一個物體。這有點類似於質量守恆定律，也類似於熱力學第一定律。

**例子：**假設一個系統總電荷為15庫侖。現在我們可以將這個電荷重新分配為2C、4C、4C和5C。

同樣，我們也可以將其重新分配到任何其他組合。

電荷的可加性

根據規則，如果系統中存在多個電荷，我們可以直接將它們相加。因此，電荷可以被認為是標量。需要注意的是，在應用此規則時必須考慮電荷的符號（正或負）。

讓我們以一個具有n個電荷$\mathrm{q_1, q_2,q_3.................q_n}$的系統為例。

因此，系統的總電荷Q等於

$$\mathrm{Q=q_1+q_2+q_3..................................q_n}$$

電荷的量子化

該原理指出，物體內的淨電荷是基本電荷單元e的整數倍，e等於$\mathrm{1.6×10^{-19}C}$。這意味著電荷是一個固定量。這個原理可以寫成

$$\mathrm{Q=ne}$$

這裡，Q是電荷，e是電子或質子的電荷，n是電子的數量

電荷的可轉移性

電荷的另一個性質是它們可以從一個物體轉移到另一個物體。如果一個帶電物體過於靠近另一個不帶電的物體，則電荷（電子）會從帶電物體轉移到不帶電的物體，並且這個不帶電的物體在轉移電子後會帶電。帶電物體的性質決定了電子的流動方向。

吸引和排斥

同性電荷相互排斥。這是電荷的一個非常重要的特性，即當它們是相同性質的電荷時會相互排斥。這意味著正電荷排斥正電荷，負電荷被負電荷排斥。

異性電荷相互吸引。這意味著負電荷吸引正電荷，正電荷也只被負電荷吸引。

電荷具有質量

電荷與質量相關聯。這意味著電荷不能獨立於質量存在。

電荷的不變性

物體的電荷不依賴於物體在系統中的速度和參考系。

電荷可以輻射

靜止電荷產生電場，運動電荷產生磁場。當帶電粒子加速時，它會產生電場和磁場。

電荷的單位

電荷的**國際單位制 (SI)** 單位是**庫侖**，用C表示。

電荷的**釐米克秒制 (CGS)** 單位是**靜電單位 (esu)**

$$\mathrm{1\:庫侖=3×10^{9 } 靜電單位}$$

電荷和電場

當電荷置於電場中時，它會受到力的作用。

$$\mathrm{F=QE}$$

這裡，E是電場強度，Q是電荷，F是作用在電荷上的力。如果電荷為正，則力作用在電場方向上；如果電荷為負，則力作用方向與電場方向相反。點電荷產生的電場等於力與電荷的比值。

$$\mathrm{E=\frac{F}{Q}}$$

SI單位 - 牛頓/庫侖

結論

本文幫助我們詳細瞭解了電荷。現在我們瞭解了它的單位、性質、所有重要特性以及電荷與電場之間的關係。電荷總是守恆的、不變的、量子化的和可轉移的。它們根據其性質相互施加吸引力和排斥力。電荷總是具有質量，並且在加速時會輻射。

常見問題

Q1. 寫下帶電的方法？

答：主要有三種使物體帶電的方法。

• 透過傳導

• 透過摩擦

• 透過感應

Q2. 寫下電荷的量綱公式？

答：根據電流公式

$$\mathrm{Q=I×t}$$

因此，電荷的量綱公式為$\mathrm{[M^0 L^0 T^1 A^1 ]}$。

Q3. 給出一個具有正電荷、負電荷和中性電荷的例子

答：在原子中，原子核帶正電，電子帶負電，中子不帶電。它是中性的。電子和質子的電荷大小相同，但性質不同。

Q4. 寫下電荷的實用單位？

答：一個實用單位是安培小時。

$$\mathrm{1\:安培小時=3600C\:和\: 96500F}$$

Q5. 寫下電場的定義

答：電場是圍繞電荷的整個空間區域，在該區域中，單位正檢驗電荷會受到力的作用。它定義為單位電荷的力。