電荷 – 定義、公式、單位、型別和特性

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什麼是電荷？

物質的一種物理屬性，使帶電物質在電磁場中受到力的作用，稱為電荷。換句話說，電荷是物質亞原子粒子的物理屬性，由於這種屬性，物質表現出電學行為。電荷用符號Q（或q）表示。

電荷是一個守恆量，這意味著封閉系統的淨電荷保持不變。電荷有兩種型別，即正電荷和負電荷。正電荷是質子攜帶的電荷，而負電荷是電子攜帶的電荷。因此，我們可以說電荷是由物質的亞原子粒子（電子和質子）攜帶的。實驗已經證明，同性電荷互相排斥，異性電荷互相吸引。沒有淨電荷的物質或物體稱為中性，即不帶電。因此，當一個物體在其原子中包含相同數量的質子和電子時，它被稱為中性。

當物體中的電子數量多於質子時，該物體將帶負電。而如果物體中的電子數量少於質子，則它將帶正電。

電荷是量子化的，這意味著它總是以基本電荷的整數倍出現。其中基本電荷是一個電子攜帶的電荷量，用e表示，其大小等於1.6 × 10^-19 C。這是可以自由存在的最小電荷。質子上的電荷等於基本電荷，但為正。

電荷公式

根據電子（或基本）電荷表示的電荷 − 根據量子化理論，電荷表示為電子電荷的整數倍，即

$$\mathrm{Q = ne}$$

其中，n是整數，e是電子電荷，等於1.6 × 10^-19 C。

根據電流表示的電荷 − 電荷也可以用電流(I)和時間(t)表示，電流流經導體：

$$\mathrm{Q = I\times t}$$

電荷單位

國際單位制 (SI) 中電荷的標準單位是庫侖，用符號“C”表示。庫侖是一個無量綱量。可以定義如下：

一秒鐘內轉移的電荷量稱為一庫侖。它大約等於6.24 × 10¹⁸個電子的電荷，即

$$\mathrm{1\: 庫侖 = 6.24 \times 10^{18}\: 個電子的電荷}$$

另一個電荷單位是安培秒 (As)。

電荷型別

存在兩種型別的電荷：

• 正電荷
• 負電荷

質子攜帶的電荷是正電荷，它沿電場方向移動，而電子攜帶的電荷是負電荷，它沿與電場相反的方向移動。

電荷特性

以下是電荷的各種特性：

• 同性電荷互相排斥，異性電荷互相吸引。

• 電荷是量子化的，即不存在分數電荷。

• 電荷是物質的守恆屬性。因此，任何孤立系統的電荷代數和保持不變。

• 電荷是一個標量，因此在數學運算中它像實數一樣表現。因此，電荷遵循可加性。

• 靜止的電荷在其周圍產生電場。而運動的電荷會產生電場和磁場。

電荷在電力中的作用

物體上的電荷不從一點移動到另一點的電力稱為靜電。靜電是電荷在物體上積累的結果。當電荷在一個物體或導體中移動時，這種電力被稱為電流電。

結論

因此，在本文中，我們討論了電荷，它是物質的一種亞原子屬性，由於這種屬性，物質表現出電學行為。電荷是自然界中所有物質的基本屬性。存在兩種粒子，即電子和質子，它們攜帶電荷。電荷是電力和磁力存在的主要原因。因此，電荷用於解釋幾乎所有電磁現象。