Як визначити електричний заряд.

Електричний заряд - це величина, що характеризує здатність фізичного тіла бути джерелом електромагнітного поля та брати участь у взаємодії з іншими подібними джерелами. Ще древні греки виявили, що якщо шматок бурштину потерти об вовну, то він придбає здатність притягувати легкі предмети. Янтар давньогрецькою мовою називався «електрон».
Інструкція
1
Школярам, що вивчав фізику в старших класах, напевно знайомий найпростіший прилад - електрометрії. Він складається з металевого стержня з круглим горизонтально розташованим виступом. На цей виступ насаджена стрілка, яка може вільно обертатися. Що станеться, якщо до металевого стрижня електрометрії доторкнеться заряджене тіло? Частина заряду як би перетече на стрижень і стрілку. Але оскільки ці заряди однойменні, то вони будуть відштовхувати один одного. І стрілка відхилиться від початкового положення на деякий кут. За допомогою градуйованою шкали його заміряють і розраховують величину заряду. Легко можна зрозуміти, що чим більше заряд, тим більше буде кут відхилення стрілки електрометра, і навпаки. Зрозуміло, за допомогою такого примітивного приладу можна зробити лише приблизне визначення величини заряду. Якщо потрібна висока точність, застосовуються чутливі електронні електрометрії.
2
Можете скористатися законом Кулона: F = kq1q2/r ^ 2, де F - сила взаємодії між двома зарядженими тілами, q1 і q2 - величини їх зарядів, r - відстань між центрами цих тіл, а k - коефіцієнт пропорційності. Іншими словами, якщо у вас є тіло, заряд якого q1 вам відомий, то, піднісши друге тіло, заряд якого q2 необхідно визначити на відстань r і силу взаємодії F за допомогою чутливого приладу-динамометра, ви легко обчисліть шуканий заряд q2 за формулою: q2 = Fr ^ 2/(kq1).
3
Також можливе вичистити величину заряду, вимірявши силу струму в колі. Справа в тому, що сумарна величина заряду, протекшего через поперечний переріз якого-небудь провідника, обчислюється за формулою: Q = IT, де I - сила струму в амперах, а Т - час у секундах. Для цього досвіду вам знадобиться секундомір і амперметр - прилад для визначення сили струму. Складіть електричне коло, куди включений амперметр, включіть струм, запишіть показання амперметра. Розімкніть ланцюг, одночасно виключивши секундомір. Запишіть, скільки часу струм був в ланцюзі. І за вищевказаною формулою підрахуйте сумарний електричний заряд.
Корисна порада
Поняття про позитивний і негативний заряд ввів Б. Франклін в середині 18-го століття. А сам термін «електричний заряд» був вперше використаний Шарлем Кулоном в 1785-му році, який як би об'єднав слова «електрон» і «заряд». На честь цього вченого названа основна одиниця електричного заряду - 1 кулон.
Знайти значення електричного заряду можна двома способами. Перший - виміряти силу взаємодії невідомого заряду з відомим і за допомогою закону Кулона розрахувати його значення. Другий - внести заряд у відоме електричне поле і виміряти силу, з якою воно діє на нього. Для вимірювання заряду протікає через поперечний переріз провідника за певний час виміряйте силу струму і помножте її на значення часу.
Вам знадобиться
  • чутливий динамометр, секундомір, амперметр, вимірювач електростатичного поля, повітряний конденсатор.
Інструкція
1
Вимірювання заряду при його взаємодії з відомим зарядомЕслі відомий заряд одного тіла, піднесіть до нього невідомий заряд і виміряйте відстань між ними в метрах. Заряди почнуть взаємодіяти. За допомогою динамометра виміряйте силу їх взаємодії. Розрахуйте значення невідомого заряду - для цього квадрат виміряного відстані помножте на значення сили і поділіть на відомий заряд. Отриманий результат поділіть на число 9 • 10 ^ 9. Результатом буде значення заряду в кулонах (q = F • r?/(Q0 • 9 • 10 ^ 9)). Якщо заряди відштовхуються, то вони однойменні, якщо ж притягуються - різнойменні.
2
Вимірювання значення заряду , внесеного в електричне полеІзмерьте значення постійного електричного поля спеціальним приладом (вимірювач електричного поля). Якщо такого приладу немає, візьміть повітряний конденсатор, зарядіть його, виміряйте напругу на його обкладках і поділити не відстань між пластинами - це і буде значення електричного поля всередині конденсатора в вольтах на метр. Внесіть в поле невідомий заряд. За допомогою чутливого динамометра виміряйте силу, яка на нього діє. Вимірювання проводите в ньютонах. Поділіть значення сили на напруженість електричного поля. Результатом буде значення заряду в кулонах (q = F/Е).
3
Вимірювання заряду , що протікає через поперечний переріз проводнікаСоберіте електричний ланцюг з провідниками і послідовно підключіть до неї амперметр. Замкніть її на джерело струму і виміряйте силу струму за допомогою амперметра в амперах. Одночасно секундоміром засічіть час, протягом якого в ланцюзі був електричний струм. Помноживши значення сили струму на отриманий час, дізнайтеся заряд, що пройшов через поперечний переріз кожного провідника за цей час (q = I • t). При вимірах стежте, щоб провідники не перегріватися і не сталося коротке замикання.