Wikipedie

Elektrický náboj: Porovnání verzí

Interaktivně procházet historii
← Přejít na předchozí porovnáníPřejít na další porovnání →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálníWikitext
verze 21902959 uživatele 77.242.91.17 (diskuse) zrušena
značky: vrácení zpět odkazy na rozcestníky
m typo
(Není zobrazeno 10 mezilehlých verzí od stejného uživatele.)
Řádek 1:
{{Upravit}}
{{Infobox - fyzikální veličina
| název = Elektrický náboj
Řádek 14 ⟶ 13:
'''Elektrický náboj''' je [[fyzikální veličina]] a vlastnost hmoty, která vyjadřuje schopnost působit [[Elektrická síla|elektrickou silou]] a způsobuje tuto sílu, pokud jsou nabitá tělesa umístěna v elektromagnetickém poli. Jsou dva druhy elektrického náboje: kladný, přenášený [[proton]]y, a záporný, přenášený [[elektron]]y. Pokud je celkový náboj roven nule, říká se, že je neutrální. Shodné náboje se odpuzují a opačné přitahují.
 
Elektrický náboj vytváří [[elektrické pole]]. Pohybující se elektrický náboj vytváří také [[magnetické pole]], kombinace elektrického a magnetického pole pak tvoří [[elektromagnetické pole]], které je zdrojem [[Lorentzova síla|Lorentzovy síly]], jedné ze čtyř [[Základní interakce|základních sil]]. Celkový elektrický náboj se [[Zákon zachování|zachovává]].
Pro elektrický náboj platí zákon ''zachování elektrického náboje'',<ref name="mff">{{Citace elektronického periodika
| periodikum = physics.mff.cuni.cz
| url = https://physics.mff.cuni.cz/kfpp/skripta/kurz_fyziky_pro_DS/display.php/elmag/1_1
| datum přístupu = 2020-11-18
}}</ref> což znamená, že celkový náboj [[izolovaná soustava|izolované soustavy]] se nemůže změnit. Hlavními nosiči elektrického náboje jsou nepohyblivé kladné [[proton]]y a pohyblivé záporné [[elektron]]y. Celkový elektrický náboj tělesa je záporný, pokud celkový počet jeho elektronů je větší než celkový počet jeho protonů, kladný v opačném případě. Tělesa se stejným počtem protonů a elektronů nemají náboj a jsou označována jako elektricky neutrální. Náboj je také [[kvantování|kvantovaný]], což znamená, že jeho hodnota je vždy násobkem [[elementární náboj|elementárního náboje]] ''e'', což je nejmenší elektrický náboj, který může volně existovat. Tato vlastnost se také někdy nazývá ''zákon kvantování náboje''. [[Kvark]]y mají menší náboje, násobky {{Zlomek|1|3}}''e'', ale ty se vždy spojí do částice, která má jako náboj [[přirozená čísla|přirozený]] násobek ''e''. Proton má náboj +''e'' a elektron -''e''.▼
 
[[George Johnstone Stoney|George Stoney]] navrhl po objevu kvantovaní elektrického náboje, aby se základnímu kvantu elektrického náboje říkalo elektron. To bylo před odhalením [[elektron]]u jako částice [[Joseph John Thomson|J. J. Thomsonem]] v roce 1897. Dnes je tato jednotka označována jako ''elementární náboj'' <math>e</math>. Elektrický náboj je [[skalár]]ní a [[Fyzikální veličina#Veličiny extenzivní, intenzivní a protenzivní|extenzivní]] veličinou. Odvozená jednotka elektrického náboje v soustavě SI je coulomb (<math>C)</math>, pojmenovanýpojmenovaná po francouzském fyzikovi [[Charles-Augustin de Coulomb|Charlesi-Augustinovi de Coulombovi]], je definována jako množství náboje, který projde kolmým průřezem elektrického vodiče s proudem jeden ampér za jednu sekundu. Jednotka coulomb byla navržena v roce 1946 a ratifikována v roce 1948. V [[elektrotechnika|elektrotechnice]] bývá také zvykem používat jednotku ampérhodina <math>Ah</math>, například u kapacity [[Galvanický článek|elektrických článků]], a ve fyzice a chemii se jako jednotka také používá elementární náboj ''<math>e''</math>. VElektrický chemiináboj se takéměří můžemepřímo setkat spomocí [[Faradayova konstanta|Faradayovou konstantouelektrometr]],u která vyjadřuje celkový náboj jednohoči [[molelektroskop]]u částica snepřímo elementárnímpomocí nábojem. Náboj se značí velkým ''Q'', v zahraničí (např. v angličtině) se můžeme setkat i s malým ''q''[[galvanometr]]u.
 
== SouhrnDefinice ==▼
Elektrický náboj vytváří [[elektrické pole]]<ref>{{cite book |last1=Chabay |first1=Ruth |last2=Sherwood |first2=Bruce |title=Matter and interactions |date=2015 |publisher=Wiley |page=867 |edition=4th}}</ref>. Elektrické náboje také vytvářejí [[magnetické pole]], pokud se pohybují. Interakce mezi elektrickým nábojem a [[elektromagnetické pole|elektromagnetickým polem]] (kombinace elektrického a magnetického pole) je zdrojem [[Lorentzova síla|Lorentzovy síly]], která je jednou ze čtyř [[Základní interakce|základních sil]].
Celkový elektrický náboj <math>q</math> (''quantum'') izolované soustavy zůstává konstantní bez ohledu na změny uvnitř samotné soustavy. Tento zákon je vlastní všem procesům známým ve fyzice a lze jej v lokální podobě odvodit z měřítkové invariance vlnové funkce. Výsledkem zachování náboje je [[rovnice kontinuity]] náboje a proudu:
 
:<math>\Delta Q-q=\int i(t) \ dt</math>.▼
Elektrický náboj vyjadřuje určitou vlastnost [[částice|částic]], která je spojována se vznikem vzájemného působení mezi [[těleso|tělesy]] (částicemi) podobným způsobem, jako je [[hmotnost]] spojována s existencí [[gravitační pole|gravitačního pole]]. Přítomnost elektrického náboje je tedy nutná pro vznik [[elektrické pole|elektrického]] nebo [[magnetické pole|magnetického pole]].
Obecně, rychlost změny hustoty náboje <math>\rho</math> v objemu <math>V</math> je rovna plošnému integrálu přes [[Hustota elektrického proudu|hustotu proudu]] <math>J</math> procházejícího uzavřenou plochou <math>S</math> pod úhlem <math>\theta</math> rovnajícího se proudu <math>I</math>:
 
:<math>-\frac{d}{dt} \int_V \rho \, \mathrm{d}V = \int_S J \cos\theta \ \mathrm{d}S = I</math>.
▲== Souhrn ==
* Symbol [[fyzikální veličina|veličiny]]: ''Q'' (z [[angličtina|angl.]] ''quantity of charge'')
* [[fyzikální jednotka|Jednotka]] [[soustava SI|SI]]: coulomb
* Značka jednotky: C
* Další používané jednotky: milicoulomb (mC), mikrocoulomb (μC), [[elementární náboj]] (''e''), [[ampérhodina]] (Ah)
* Elektrický náboj je [[skalár]]ní a [[Fyzikální veličina#Veličiny extenzivní, intenzivní a protenzivní|extenzivní]] veličinou.
* Celkový náboj se [[Zákon zachování|zachovává]].
* [[Měřidlo]]: [[elektrometr]], [[elektroskop]]
 
▲}}</ref>Pro elektrický náboj platí ''zákon zachování elektrického náboje'', což znamená, že celkový náboj [[izolovaná soustava|izolované soustavy]] se nemůže změnit. Hlavními nosiči elektrického náboje jsou nepohyblivé kladné [[proton]]y a pohyblivé záporné [[elektron]]y. Celkový elektrický náboj tělesa je záporný, pokud celkový počet jeho elektronů je větší než celkový počet jeho protonů, kladný v opačném případě. Tělesa se stejným počtem protonů a elektronů nemají náboj a jsou označována jako elektricky neutrální. Náboj je také [[kvantování|kvantovaný]], což znamená, že jeho hodnota je vždy násobkem [[elementární náboj|elementárního náboje]] ''<math>e''</math>, což je nejmenší elektrický náboj, který může volně existovat. Tato vlastnost se také někdy nazývá ''zákon kvantování náboje''. [[Kvark]]y mají menší náboje, násobky {{Zlomek|1|3}}''<math> \ e''</math>, ale ty se vždy spojí do částice, která má jako náboj [[přirozená čísla|přirozený]] násobek ''<math>e''</math>. Proton má náboj <math>+''e''</math> a elektron <math>-''e''</math>.
== Jednotka ==
SI odvozená jednotka elektrického náboje je coulomb (symbol: C). Coulomb je definován jako množství náboje, který projde kolmým průřezem elektrického vodiče s proudem 1 ampér za 1 sekundu. Jednotka coulomb byla navržena v roce 1946 a ratifikována v roce 1948. Celý název veličiny ''Q'' je ''množství'' nebo ''velikost el. náboje''.<ref name="mff"/> K ''přímému'' měření el. náboje se používá přístroj zvaný [[elektrometr]], jednoduchým druhem elektrometru je [[elektroskop]], tvořený odpuzujícími se plátky kovu, nebo je možné náboj měřit ''nepřímo'' pomocí [[galvanometr]]u, který měří proud, a času. Při nepřímém měření se využívá vztah z definice el. náboje:
 
▲<math>\Delta Q=\int i(t)dt</math>
 
Velikost náboje 1 elektronu (elementární náboj) je číselně definována jako jedna ze základních konstant SI (od 20. května 2019). Hodnota elementárního náboje ''e'' v coulombech je ''přesně'' 1,602 176 634×10<sup>−19</sup> C.
 
[[George Johnstone Stoney|George Stoney]] navrhl po objevu kvantovaní el. náboje, aby se této základní jednotce el. náboje říkalo elektron. To bylo před odhalením ''částice'' [[elektron]] [[Joseph John Thomson|J. J. Thomsonem]] v roce 1897. Dnes je tato jednotka označována jako ''elementární náboj'' nebo jenom ''e''.
 
[[Faradayova konstanta]] se někdy používá jako jednotka při výpočtech v elektrochemii. Jedno ''F'' je velikost náboje jednoho molu elektronů, tedy 96485.33289(59) C.▼
 
V soustavách jiných než SI, jako například v [[Soustava CGS|soustavě CGS]], může být el. náboj vyjádřen pouze pomocí tří základních veličin (dráhy, hmotnosti a času) a ne čtyř, jak je tomu v SI, kde je náboj vyjádřen pomocí délky, času, hmotnosti a el. proudu.▼
 
== Vlastnosti ==
Řádek 61 ⟶ 41:
* Nositeli elementárního elektrického náboje jsou u běžných látek [[proton]]y (kladný náboj) a [[elektron]]y (záporný náboj). Náboje obou částic mají stejnou velikost, proto je [[atom]], který má stejně elektronů jako protonů, elektricky neutrální. [[Elementární náboj]] má hodnotu
:<math>e = 1{,}602177\cdot10^{-19}\,\mathrm{C}</math>
▲* [[Faradayova konstanta]] <math>F</math> se někdy používá jako jednotka při výpočtech v elektrochemii., Jednojedná se ''F'' jeo velikost náboje jednoho molu elektronů, tedy 96485tj.33289(59) <math>F=96 485,332 123\,\mathrm{C}</math>.
 
* Nositelem elektrického náboje jsou i další [[elementární částice]] (s výjimkou neutrálních). Náboj [[hadron]]ů, [[lepton]]ů i intermediálních částic je vždy roven celému násobku elementárního náboje. U [[kvark]]ů je roven minus jedné třetině nebo dvěma třetinám elementárního náboje.
* Elektricky nabitý [[atom]] se nazývá [[ion]] ([[kation]] jestliže atom přijde o elektrony a [[anion]] jestliže atom přijme elektrony).
* [[Experiment]]álně bylo také prověřeno, že velikost elektrického náboje se při jeho [[Mechanický pohyb|pohybu]] nemění. Tím se elektrický náboj odlišuje např. od [[hmotnost]]i, která podle [[teorie relativity]] s rostoucí [[rychlost]]í vzrůstá. Říkáme, že velikost elektrického náboje zůstává [[invariance|invariantní]] při [[transformace souřadnic|transformacích]] [[vztažná soustava|vztažné soustavy]].
▲* V soustavách jiných než SI, jako například v [[Soustava CGS|soustavě CGS]], může být el. náboj vyjádřen pouze pomocí tří základních veličin (dráhy, hmotnosti a času) a ne čtyř, jak je tomu v SI, kde je náboj vyjádřen pomocí délky, času, hmotnosti a el. proudu.
 
== Reference ==
<references />
 
== Literatura ==
Řádek 85 ⟶ 63:
 
== Související články ==
* [[ElektřinaElektrický a magnetismusproud]]
* [[CoulombůvElektrické zákonnapětí]]
* [[ElektrováníElektrický tělesapotenciál]]
 
== Externí odkazy ==
* {{Commonscat}}
* [http://wiki.matfyz.cz/wiki/8._Maxwellovy_rovnice_a_jejich_z%C3%A1kladn%C3%AD_d%C5%AFsledky#Maxwell.C5.AFv_proud Maxwellův proud na WIKI Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy]
 
{{Autoritní data}}
{{Portály|Fyzika}}
 
[[Kategorie:Elektrotechnika]]
[[Kategorie:Elektromagnetismus]]
[[Kategorie:Fyzikální veličiny]]
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/wiki/Elektrický_náboj“