شحنة كهربائية: الفرق بين النسختين
| [نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
Abdullah Arfa (نقاش | مساهمات) لا ملخص تعديل |
Abdullah Arfa (نقاش | مساهمات) لا ملخص تعديل |
||
| سطر 5: | سطر 5: | ||
'''الشحنة الكهربائية''' هي خاصية [[فيزياء|فيزيائية]] مرتبطة بالمادة والتي تجعلها تحت قوة عند وضعها في [[مجال كهرومغناطيسي|مجال كهرومغناطيسي]]. هناك نوعان من الشحنات الكهربائية: موجبة وسالبة (غالبا ما تكون محمولة على [[البروتونات]] و[[الإلكترونات]] على الترتيب). الشحنات المتشابهة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب. ويُشار إلى الجسيم الذي يفتقر إلى الشحنات بأنه متعادل. وحدة الشحنة الكهربائية طبقا [[نظام الوحدات الدولي|لنظام الوحدات الدولي]] هي [[الكولوم]]. في الكهربية الهندسية عادة ما يتم استخدام أمبير-ساعة. غالبا ما تشير العلامة Q إلى الشحنة. تُعرف المعرفة الأولية بكفية تفاعل المواد المشحونة حاليا باسم بالكهرومغناطيسية التقليدية وهي ما زالت دقيقة للمشاكل التي لا تتطلب اعتبار تأثير [[ميكانيكا الكم]]. |
'''الشحنة الكهربائية''' هي خاصية [[فيزياء|فيزيائية]] مرتبطة بالمادة والتي تجعلها تحت قوة عند وضعها في [[مجال كهرومغناطيسي|مجال كهرومغناطيسي]]. هناك نوعان من الشحنات الكهربائية: موجبة وسالبة (غالبا ما تكون محمولة على [[البروتونات]] و[[الإلكترونات]] على الترتيب). الشحنات المتشابهة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب. ويُشار إلى الجسيم الذي يفتقر إلى الشحنات بأنه متعادل. وحدة الشحنة الكهربائية طبقا [[نظام الوحدات الدولي|لنظام الوحدات الدولي]] هي [[الكولوم]]. في الكهربية الهندسية عادة ما يتم استخدام أمبير-ساعة. غالبا ما تشير العلامة Q إلى الشحنة. تُعرف المعرفة الأولية بكفية تفاعل المواد المشحونة حاليا باسم بالكهرومغناطيسية التقليدية وهي ما زالت دقيقة للمشاكل التي لا تتطلب اعتبار تأثير [[ميكانيكا الكم]]. |
||
الشحنة الكهربائية هي كمية محفوظة حيث أن محصلة الشحنة في نظام معزول أو كمية الشحنة الموجبة ناقص كمية الشحنة السالبة لا تتغير. تقوم الجسيمات دون الذرية بحمل الشحنة الكهربائية. في المواد العادية تقوم [[الإلكترونات]] بحمل الشحنة السالبة بينما تقوم [[البروتونات]] بحمل الشحنة الموجبة داخل أنوية الذرات. إذا كان يوجد إلكترونات أكثر من البروتونات في قطعة من مادة ما فإنها ستحمل شحنة سالبة وإن كان هناك أقل فإنها ستحمل شحنة موجبة وإن كانا متساويين فإنها تكون مادة متعادلة. الشحنة كمية أي أنها مضاعفات لوحدات صغيرة تُسمى الشحنة الأولية والتي تساوي 1. |
الشحنة الكهربائية هي كمية محفوظة حيث أن محصلة الشحنة في نظام معزول أو كمية الشحنة الموجبة ناقص كمية الشحنة السالبة لا تتغير. تقوم الجسيمات دون الذرية بحمل الشحنة الكهربائية. في المواد العادية تقوم [[الإلكترونات]] بحمل الشحنة السالبة بينما تقوم [[البروتونات]] بحمل الشحنة الموجبة داخل أنوية الذرات. إذا كان يوجد إلكترونات أكثر من البروتونات في قطعة من مادة ما فإنها ستحمل شحنة سالبة وإن كان هناك أقل فإنها ستحمل شحنة موجبة وإن كانا متساويين فإنها تكون مادة متعادلة. الشحنة كمية أي أنها مضاعفات لوحدات صغيرة تُسمى الشحنة الأولية والتي تساوي {{val|1.602|e=-19|u=كولوم}} وهي أقل شحنة ممكن أن توجد حرة (هناك جسيمات تسمى كواركات تمتلك شحنة أقل إلا أنا توجد في تجمعات فقط). للإلكترون شحنة –الشحنة الأولية بينما للبروتون شحنة +الشحنة الأولية. <ref>[http://www.sparkmuseum.com/BOOK_DUFAY.HTM Two Kinds of Electrical Fluid: Vitreous and Resinous – 1733. Charles François de Cisternay DuFay (1698–1739)]. sparkmuseum.com</ref> |
||
الشحنات الكهربائية تكوّن [[مجال كهربائي]] وإن كانت متحركة تكون مجالا مغناطيسيا. الجمع بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي يسمى [[المجال الكهرومغناطيسي]] وتفاعله مع الشحنات هو مصدر القوة الكهرومغناطيسية وهي واحدة من القوى الأساسية الأربعة في الفيزياء. دراسة الجسيمات المشحونة وكيفية تنظيم تفاعلاتهم بواسطة [[الفوتونات]] يُطلق عليه الكهروديناميكية الكمية. |
الشحنات الكهربائية تكوّن [[مجال كهربائي]] وإن كانت متحركة تكون مجالا مغناطيسيا. الجمع بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي يسمى [[المجال الكهرومغناطيسي]] وتفاعله مع الشحنات هو مصدر القوة الكهرومغناطيسية وهي واحدة من القوى الأساسية الأربعة في الفيزياء. دراسة الجسيمات المشحونة وكيفية تنظيم تفاعلاتهم بواسطة [[الفوتونات]] يُطلق عليه الكهروديناميكية الكمية. |
||
== نظرة عامة == |
== نظرة عامة == |
||
نسخة 20:54، 15 فبراير 2018
| جزء من سلسلة مقالات حول |
| الكهرومغناطيسية |
|---|
 |
 بوابة كهرومغناطيسية |
الشحنة الكهربائية هي خاصية فيزيائية مرتبطة بالمادة والتي تجعلها تحت قوة عند وضعها في مجال كهرومغناطيسي. هناك نوعان من الشحنات الكهربائية: موجبة وسالبة (غالبا ما تكون محمولة على البروتونات والإلكترونات على الترتيب). الشحنات المتشابهة تتنافر والشحنات المختلفة تتجاذب. ويُشار إلى الجسيم الذي يفتقر إلى الشحنات بأنه متعادل. وحدة الشحنة الكهربائية طبقا لنظام الوحدات الدولي هي الكولوم. في الكهربية الهندسية عادة ما يتم استخدام أمبير-ساعة. غالبا ما تشير العلامة Q إلى الشحنة. تُعرف المعرفة الأولية بكفية تفاعل المواد المشحونة حاليا باسم بالكهرومغناطيسية التقليدية وهي ما زالت دقيقة للمشاكل التي لا تتطلب اعتبار تأثير ميكانيكا الكم.
الشحنة الكهربائية هي كمية محفوظة حيث أن محصلة الشحنة في نظام معزول أو كمية الشحنة الموجبة ناقص كمية الشحنة السالبة لا تتغير. تقوم الجسيمات دون الذرية بحمل الشحنة الكهربائية. في المواد العادية تقوم الإلكترونات بحمل الشحنة السالبة بينما تقوم البروتونات بحمل الشحنة الموجبة داخل أنوية الذرات. إذا كان يوجد إلكترونات أكثر من البروتونات في قطعة من مادة ما فإنها ستحمل شحنة سالبة وإن كان هناك أقل فإنها ستحمل شحنة موجبة وإن كانا متساويين فإنها تكون مادة متعادلة. الشحنة كمية أي أنها مضاعفات لوحدات صغيرة تُسمى الشحنة الأولية والتي تساوي 1.602×10−19 كولوم وهي أقل شحنة ممكن أن توجد حرة (هناك جسيمات تسمى كواركات تمتلك شحنة أقل إلا أنا توجد في تجمعات فقط). للإلكترون شحنة –الشحنة الأولية بينما للبروتون شحنة +الشحنة الأولية. [1]
الشحنات الكهربائية تكوّن مجال كهربائي وإن كانت متحركة تكون مجالا مغناطيسيا. الجمع بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي يسمى المجال الكهرومغناطيسي وتفاعله مع الشحنات هو مصدر القوة الكهرومغناطيسية وهي واحدة من القوى الأساسية الأربعة في الفيزياء. دراسة الجسيمات المشحونة وكيفية تنظيم تفاعلاتهم بواسطة الفوتونات يُطلق عليه الكهروديناميكية الكمية.
نظرة عامة
الشحنة هي الخاصية الأساسية لأنواع المواد التي تمتلك جذب أو طرد كهروستاتيكي في وجود مواد أخرى. الشحنة الكهربية هي خاصية مميزة للعديد من الجسيمات دون الذرية. شحنات الجسيمات الحرة هي مضاعفات كمية للشحنة الأساسية ولذا نقول أن الشحنة الكهربائية هي كمية. مايكل فاراداي وتحليله الكهربائي كان أول من لاحظ الطبيعة المتجزأة للشحنة الكهربائية. تجربة قطرة الزيت لروبيرت ميليكان أكدت هذه الحقيقة بشكل مباشر كما قامت بقياس الشحنة الأساسية. لاحقا تم اكتشاف أن نوعا واحدا من الجسيمات وهي الكواركات تمتلك شحنات أجزاء إما سالب ثلث أو موجب ثلثي الشحنة الأساسية إلا أنه يُعتقد أنها تتواجد دائما في مضاعفات وأنه لم يتم ملاحظة وجود كوارك منفرد أبدا.
بالعرف شحنة الإلكترون سالبة بينما شحنة البروتون موجية. الجسيمات المشحونة التي تمتلك نفس العلامة تتنافر مع بعضها البعض بينما الجسيمات التي تمتلك علامة مختلفة تتجاذب. يحدد قانون كولوم القوة الكهروستاتيكية بين جسيمين بافتراض أن القوة متناسبة طرديا مع ناتج شحناتهم. شحنة الجسيم المضاد تساوي شحنة الجسيم ولكن بعلامة معاكسة.
الشحنة الكهربائية لجسم عياني هي مجموع الشحنات الكهربائية للجسيمات المكونة له. غالبا ما تكون هذه الشحنة صغيرة لأن المادة مكونة من الذرات والذرات في الحالة الطبيعية تمتلك نفس العدد من البروتونات والإلكترونات والذين في هذه الحالة تلغي شحناتهم المتعاكسة بعضهم بعضا مكونة محصلة شحنة تساوي الصفر وبالتالي تكون الذرة متعادلة.
الأيون هو ذرة (أو مجموعة من الذرات) فقدت إلكترونا أو أكثر مكونا محصلة شحنة موجبة (كاتيون)، أو اكتسبت الكترونا أو أكثر مكونا محصلة شحنة سالبة (أنيون). تتكون الأيونات أحادية الذرة من ذرة واحدة بينما تتكون الأيونات متعددة الذرات من ذرتين أو أكثر مرتبطين معا، وفي الحالتين ينتج أيون بمحصلة شحنة موجبة أو سالبة.
أثناء تكوين الأجسام العيانية عادة ما ترتبط الذرات المتناظرة والأيونات لتكوين أجسام متعادلة أيونيا مرتبطة كهربيا مع ذرات متعادلة. ولذا فإن الأجسام العيانية تميل غالبا إلى أن تكون متعادلة إلا أنها نادرا ما تكون متعادلة تماما فعليا.
أحيانا تحتوي الأجسام العيانية على أيونات موزعة على المادة ومرتبطة بأماكنها بقوة مما يعطي المادة محصلة شحنة موجبة أو سالبة. كما أن الأجسام العيانية التي تتكون من مواد موصلة كهربائيا تستطيع بدرجة ما (على حسب نوع المادة) أن تأخذ أو تطرد الكترونا لتتحصل على محصلة شحنة موجبة أو سالبة. عندما تكون محصلة الشحنة الكهربائية لجسيم غير مساوية للصفر وغير متحركة فإنها تعرف باسم كهرباء استاتيكية. هذا النوع من الكهرباء يمكن انتاجه بسهولة عن طريق حك مادتين غير متشابهتين معا مثل حك الكهرمان بالفرو أو الزجاج بالحرير. بهذه الطريقة يمكن شحن المواد الغير موصلة كهربيا بدرجة كبيرة سواء سالبا أو موجبا. الشحنة المأخوذة من مادة تنتقل إلى المادة الأخرى لتترك شحنة مخالفة وبنفس القيمة. قانون حفظ الشحنة يعمل دائما حيث يعطي المادة التي تم أخذ شحنة سالبة منها شحنة موجبة بنفس القيمة والعكس صحيح.
حتى عندما تكون محصلة الشحنة لجسيم مساوية للصفر فإن الشحنة يمكن أن تكون غير موزعة بانتظام على الجسيم (مثال: بسبب مجال كهرومغناطيسي خارجي أو جزيئات قطبية). في هذه الحالة نقول أن هذا الجسيم قطبي. الشحنة الناتجة عن القطبية تسمى شحنة مقيدة بينما تسمى الشحنة الناتجة عن اكتساب أو فقد الإلكترونات شحنة حرة. حركة الإلكترونات في المعادن الموصلة للكهرباء في اتجاه معين يسمى التيار الكهربائي.
الوحدات
وحدة نظام الوحدات الدولي لكمية الشحنة الكهربائية هو الكولوم والذي يساوي تقريبا 6.242×1018 شحنة البروتون (الشحنة الأولية). ومن هنا فإن شحنة الإلكترون تساوي تقريبا −1.602×10−19 كولوم. يمكن تعريف الكولوم بأنه كمية الشحنة التي تمر خلال مقطع عرضي من موصل كهربائي حاملة واحد أمبير خلال ثانية واحدة. العلامة Q عادة ما تستخدم للإشارة إلى كمية الكهربية أو كمية الشحنة. يمكن قياس كمية الشحنة الكهربائية مباشرة عن طريق الإلكتروميتر أو بشكل غير مباشر عن طريق الجالفانوميتر البالستي.
بعد اكتشاف الطبيعة الكمية للشحنة اقترح جورج ستوني في عام 1891 وحدة "إلكترون" كوحدة أساسية للشحنة الكهربائية. كان هذا قبل اكتشاف الجسيم بواسطة طومسون في عام 1897. اليوم تعامل الوحدة على أنها بدون اسم ويُشار إليها بالشحنة الأولية أو الوحدة الأساسية للشحنة أو ببساطة e. قياس الشحنة يجب أن يكون من مضاعفات الشحنة الأولية حتى وإن بدت الشحنة عند كمية كبيرة بأنها تتصرف ككمية فعلية.
تستخدم أحيانا وحدة فاراداي في الكيمياء الكهربية. واحد فاراداي من الشحنة تساوي مقدار شحنة واحد مول من الإلكترونات وهو 96485.33289(59) كولوم.
في أنظمة الوحدات الأخرى غير نظام الوحدات الدولي مثل نظام وحدات سنتيميتر جرام ثانية يتم التعبير عن الشحنة الكهربية بأنها مجموع الكميات الأساسية (الطول والكتلة والوقت) وليس أربعة مثل نظام الوحدات الدولي حيث الشحنة الكهربائية هي مجموع الكتلة والطول والوقت والتيار الكهربي.
انظر أيضا
مراجع
روابط خارجية
- سرعة انحلال الشحنة الكهربائية
- Science Aid: Electrostatic charge صفحة سهلة الفهم عن الشحنة الكهروستاتيكية-.
- تاريخ الوحدات الكهربائية.
 |
في كومنز صور وملفات عن: شحنة كهربائية |
