Цахилгаан цэнэг

Чөлөөт нэвтэрхий толь — Википедиагаас
Харайх: Удирдах, Хайлт
VFPt Solenoid correct2.svg
Цахилгаан соронзон
Цахилгаан · Соронзон
Энэ загварыг: үзэх  хэлэлцэх  засварлах

Цахилгаан цэнэг гэдэг нь зарим атомаас жижиг бөөмсийн цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийг тодорхойлдог тэдгээрийн тулгуур хадгалагдах шинж чанар юм. Цахилгаан цэнэгжсэн бие нь цахилгаан соронзон оронг үүсгэдэг мөн түүнд цахилгаан соронзон орон нөлөөлдөг. Хөдөлж буй цэнэг болон цахилгаан соронзон орон хоёрын харилцан үйлчлэл нь цахилгаан соронзон хүчний эх үүсвэр болдог. Энэ нь дөрвөн тулгуур хүчний нэг юм.

Цахилгаан цэнэг нь зарим атомаас жижиг бөөмсийн онцлог шинж чанар бөгөөд түүний хэмжээг эгэл цэнэг гэгдэх e-ээр хэмждэг. Электронуудыг -1 цэнэгтэй хэмээн хэвшсэн бөгөөд харин протонууд эсрэгээр +1 цэнэгтэй. Кваркууд нь бутархай −1/3 эсвэл +2/3 гэсэн цэнэгтэй байдаг. Эдгээрийн эсрэг бөөмс нь мөн харгалзан эсрэг цэнэгүүдтэй байна. Мөн бусад цэнэгжсэн эгэм бөөмс оршин байдаг.

Ерөнхийдөө ижил цэнэгтэй бөөмс нь бие биентэйгээ түлхэлцдэг бол эсрэг цэнэгтэйнүүд нь хоорондоо таталцдаг. Үүнийг Кулоны хууль харуулдаг. Кулоны хуулиар харилцан үйлчлэлийн хүч нь хоёр цэнэгийн хэмжээнээс шууд, хоорондын зайн квадратаас урвуу хамаардаг.

Макро биесүүдийн цахилгаан цэнэгийн хэмжээ нь түүнийг бүрэлдүүлэгч бөөмсийн цахилгаан цэнэгүүдийн нийлбэрээр тодорхойлогддог. Ихэвчлэн нийт цахилгаан цэнэгийн хэмжээ тэг байдаг. Учир нь байгаль дээр атом бүрийн электронуудын тоо нь протонуудын тоотой тэнцүү байдаг. Нийт цэнэг нь тэг биш байх тохиолдолуудыг голдуу цахилгаанжих гэдэг. Цаашилбал нийт цэнэг нь тэг боловч цэнэгүүд нь жигд биш хуваарьлагдаж (жишээлбэл хөндлөнгийн цахилгаан орны нөлөөгөөр) улмаар материал ын цэнэг туйлширдаг. Туйлширсан цэнэгийг чөлөөт бус цэнэг гэдэг (харин нэмэгдэж орж ирсэн цэнэгийг чөлөөт цэнэг гэдэг). Цэнэгтэй эгэл бөөмсийн тодорхой чиглэлийн (металуудад бол электронууд байдаг) дагуу эмх замбараатай хөдөлгөөнийг цахилгаан гүйдэл гэж нэрлэдэг. Майкл Фарадей өөрийн электролизийн туршилтын ажилдаа цахилгаан цэнэг нь дискрет шинж чанартай гэдэг санааг гаргаж ирсэн бөгөөд улмаар Роберт Милликан өөрийн тосон дуслын туршилтаараа шууд шалгасан.

Цахилгаан цэнэгийн СИ системийн нэгж нь кулон бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 6.24 х 1018 ширхэг эгэл цэнэгүүдийн хэмжээтэй (нэг ширхэг электрон эсвэл протоны цэнэгийн хэмжээ) тэнцүү байдаг. Кулон нь цахилгаан дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор нэг секундэд дамжин өнгөрөх нэг ампер гүйдлийн нийт цэнэгийн хэмжээгээр тодорхойлогддог. Q тэмдэглэгээ нь голдуу цахилгаан эсвэл цэнэгийн хэмжээг заахад ашиглагддаг. Цахилгаан цэнэгийн хэмжээг электрометрээр шууд хэмжиж болох ба мөн баллистик гальванометрээр шууд бусаар хэмжиж болно.

Түүх[засварлах]

Кулоны мушгих дүүжин

МЭӨ 600-аад оны тэртээ Эртний Грекийн философич Милетусын Талесын дурдсанаар цэнэгийг (цахилгааныг) арьсаар янз бүрийн бодисыг тухайлбал хувыг үрэх замаар хуримтлуулж болдог гэжээ. Грекчүүд цэнэгжсэн хув товч нь хөнгөн биетүүдийг тухайлбал үсийг өөртөө татдаг гэж тэмдэглэсэн байдаг. Мөн тэд хувыг хангалттай удаан үрвэл оч үсэргэх боломжтой хэмээн тэмдэглэсэн байна.

Шинж чанар[засварлах]

Цахилгаан соронзонгийн тухай өгүүлэлд дурдагдсан шинж чанаруудаас гадна цэнэг нь харьцангуй инвариант чанартай билээ. Энэ нь аливаа q цэнэгтэй эгэл бөөм нь ямар ч хурдтай хөдөлсөн гэсэн үргэлж q цэнэгтэй байна гэсэн үг юм. Энэхүү шинж чанарыг нэг гелийн цөмийн (цөм дотороо холбогдсон хоёр протон болон хоёр нейтрон нь өндөр хурдтай хөдөлж байх үед) цэнэг нь хоёр дейтерийн цөмүүдийн (хоорондоо холбогдсон нэг протон болон нэг нейтрон нь хэрэв гелийн цөмд байсанаасаа удаан хөдөлж байгаа) цэнэгтэй ижил байдгаар туршилтаар батлагдсан.

Цэнэг хадгалагдах[засварлах]

Тусгаарлагдсан систем дэхь нийт цахилгаан цэнэг нь систем доторх ямарч өөрчлөлтийн үед тогтмол байдаг. Энэхүү хууль нь физикийн мэдэгдэж буй бүх л процесст хадгалагдаж ирсэн.