Sarcină electrică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Deşi acest articol conţine o listă de referinţe bibliografice, sursele sale rămân neclare deoarece îi lipsesc notele de subsol. Puteţi ajuta introducând citări mai precise ale surselor.

Sarcina electrică este o proprietate fundamentală a particulelor subatomice, care le determină acestora interacţiunile electromagnetice. Materia încărcată electric este influenţată de câmpul electric, şi în acelaşi timp produce câmp electric. Interacţiunea dintre o sarcină în mişcare şi un câmp electromagnetic este sursa forţei electromagnetice, care este una dintre cele patru forţe fundamentale.

Sarcina electrică este caracteristică unor particule subatomice, şi este cuantificată când este exprimată ca multiplu al aşa-numitei sarcini elementare e. Electronii, prin convenţie au sarcina -1, iar protonii au sarcina opusă, +1. Quarkurile au o sarcină fracţionară, de −1/3 sau +2/3. Antiparticulele echivalente acestora au sarcina egală şi de semn opus.

În general, particulele cu sarcină de acelaşi semn se resping, iar cele de semne opuse se atrag. Acest fenomen este descris de legea lui Coulomb, care afirmă că modulul forţei de respingere este proporţional cu produsul celor două sarcini, şi scade proporţional cu pătratul distanţei.

Sarcina electrică a unui obiect macroscopic este suma sarcinilor electrice ale componentelor ce îl constituie. Adesea, sarcina electrică netă este zero, deoarece numărul de electroni din fiecare atom este egal cu numărul de protoni, şi astfel sarcinile acestora se anulează reciproc. Situaţiile în care sarcina netă este nenulă sunt denumite electricitate statică. Mai mult, chiar şi când sarcina netă este zero, ea poate fi distribuită neuniform (de exenplu din cauza unui câmp electric extern), atunci spunându-se despre material că este polarizat), iar sarcinile legate de polarizare sunt numite sarcini legate (iar sarcinile în exces aduse din exterior se numesc sarcini libere). O mişcare ordonată a particulelor încărcate într-o anumită direcţie (în metale, aceste particule sunt electronii) este cunoscută sub numele de curent electric. Natura discretă a sarcinii electrice a fost propusă de Michael Faraday în experimentele sale de electroliză, apoi demonstrată direct de Robert Millikan în experimentul cu picătura de ulei.

Unitatea de măsură în sistemul internaţional pentru sarcina electrică este coulombul, care reprezintă aproximativ 6.24 × 10¹⁸ sarcini elementare (egale cu sarcina unui singur proton sau electron). Coulombul este definit ca fiind cantitatea de sarcină care trece prin secţiunea transversală a unui conductor electric prin care trece un amper timp de o secundă. Simbolul Q este adesea folosit pentru a nota cantitatea de sarcină electrică. Sarcina electrică poate fi măsurată direct cu un electrometru, sau indirect cu un galvanometru balistic.

Formal, sarcina electrică a unui corp trebuie să fie multiplu de sarcina elementară e (sarcina este cuantificată), dar deoarece este o cantitate macroscopică, cu multe ordine de mărime mai mare decât sarcina elementară, poate lua paractic orice valoare reală. Mai mult, în unele contexte are sens să se vorbească de fracţiuni din sarcină, ca în cazul încărcării unui condensator.

[modifică] Bibliografie

• Th. V. Ionescu.1968. „Electricitate şi Magnetism”., Universitatea din Bucureşti (text/note de cursuri la Facultatea de Fizică din Bucureşti).
• Stewart, Joseph (2001), Intermediate Electromagnetic Theory, World Scientific, p. 50, ISBN 9-8102-4471-1
• Frood, Arran (February 27, 2003), Riddle of 'Baghdad's batteries', BBC, http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/2804257.stm, retrieved on 2008-02-16
• Baigrie, Brian (2006), Electricity and Magnetism: A Historical Perspective, Greenwood Press, pp. 7–8, ISBN 0-3133-3358-0
• Chalmers, Gordon (1937), "The Lodestone and the Understanding of Matter in Seventeenth Century England", Philosophy of Science 4 (1): 75–95
• Srodes, James (2002), Franklin: The Essential Founding Father, Regnery Publishing, pp. 92–94, ISBN 0895261634 It is uncertain if Franklin personally carried out this experiment, but it is popularly attributed to him.
• Uman, Martin (1987) (PDF). All About Lightning. Dover Publications. ISBN 048625237X. http://ira.usf.edu/CAM/exhibitions/1998_12_McCollum/supplemental_didactics/23.Uman1.pdf.
• Marković, Dragana, The Second Industrial Revolution, http://www.b92.net/eng/special/tesla/life.php?nav_id=36502, retrieved on 2007-12-09
• Trefil, James (2003), The Nature of Science: An A-Z Guide to the Laws and Principles Governing Our Universe, Houghton Mifflin Books, p. 74, ISBN 0-6183-1938-7
• Sears, et al., Francis (1982), University Physics, Sixth Edition, Addison Wesley, p. 457, ISBN 0-2010-7199-1
• "The repulsive force between two small spheres charged with the same type of electricity is inversely proportional to the square of the distance between the centres of the two spheres." Charles-Augustin de Coulomb, Histoire de l'Academie Royal des Sciences, Paris 1785.
• Duffin, W.J. (1980), Electricity and Magnetism, 3rd edition, McGraw-Hill, p. 35, ISBN 007084111X
• Sewell, Tyson (1902), The Elements of Electrical Engineering, Lockwood, p. 18 . The Q originally stood for 'quantity of electricity', the term 'electricity' now more commonly expressed as 'charge'.
• Close, Frank (2007), The New Cosmic Onion: Quarks and the Nature of the Universe, CRC Press, p. 51, ISBN 1-5848-8798-2
• Ward, Robert (1960), Introduction to Electrical Engineering, Prentice-Hall, p. 18
• Solymar, L. (1984), Lectures on electromagnetic theory, Oxford University Press, p. 140, ISBN 0-19-856169-5
• Duffin, W.J. (1980), Electricity and Magnetism, 3rd edition, McGraw-Hill, pp. 23–24, ISBN 007084111X
• Berkson, William (1974), Fields of Force: The Development of a World View from Faraday to Einstein, Routledge, p. 370, ISBN 0-7100-7626-6
• Bird, John (2007), Electrical and Electronic Principles and Technology, 3rd edition, Newnes, p. 11, ISBN 0-978-8556-6