מטען חשמלי

אלקטרוסטטיקה הוא ענף בפיזיקה העוסק בהשפעת גופים בעלי מטען חשמלי האחד על השני.

מטען חשמלי - תכונה בסיסית של החומר. כמו: מסה, נפח, מצב צבירה ועוד.

סימון – qQ

יחידות מידה: c (קולון)

mc = 10⁻³c µc = 10⁻⁶c nc = 10⁻⁹c

למטען החשמלי ערך מספרי והוא יכול להיות חיובישלילי.

כדי להבין מי משפיע על המטען החשמלי נלמד ממה מורכב כל חומר בטבע.

הרכב החומר בטבע

אטום הוא יחידת היסוד של החומר, במרכזו גרעין, המכיל פרוטונים ונויטרונים, ומקיפים אותו אלקטרונים.

הפרוטונים והאלקטרונים הם המחזיקים בתכונה המיוחדת של "מטען חשמלי".

מטען חשמלי של פרוטון - qₚ = 1.6·10⁻¹⁹c.

מטען חשמלי של אלקטרון - qₑ = -1.6·10⁻¹⁹c.

גודל המטען של הפרוטון והאלקטרון זהה אבל הסימן שונה, פרוטון חיובי אלקטרון שלילי.

מטען חשמלי של גוף

כל גוף בטבע מורכב מכמות של פרוטונים ואלקטרונים.

מטען חשמלי = כמות הפרוטונים x מטען של פרוטון + כמות האלקטרונים x מטען של אלקטרון

נוסחה:

q = Xp·qp + Xₑ·qₑ

q = Xp·1.6·10⁻¹⁹ + Xₑ·(-1.6·10⁻¹⁹)

Xₚ = כמות הפרוטונים

qₚ = 1.6·10⁻¹⁹ = מטען פרוטון

Xₑ = כמות האלקטרונים

qₑ = -1.6·10⁻¹⁹ = מטען אלקטרון

יחידות מידה: c

המושג הזה מוסבר גם בווידאו

ההסבר המלא של מטען חשמלי בשיעור וידאו, עם דוגמאות פתורות צעד צעד

לצפייה בחינםנכנסים בקליק אחד עם גוגל, בלי כרטיס אשראי

דוגמה 1תרגיל פתור צעד-אחר-צעד

בכדור יש 10²⁰·5 פרוטונים ו-10²⁰·1.875 אלקטרונים. חשב את מטען הכדור.

Xp = 5·10²⁰, Xₑ = 1.875·10²⁰
q = 5·10²⁰·1.6·10⁻¹⁹ + 1.875·10²⁰·(-1.6·10⁻¹⁹)
q = 50c

דוגמה 2 לחצו לפתיחה ‹

בגוף יש 10²⁰·2 פרוטונים ו-10²⁰·8.25 אלקטרונים, חשב את מטען הגוף.

Xₚ = 2·10²⁰, Xₑ = 8.25·10²⁰
q = 2·10²⁰·1.6·10⁻¹⁹ + 8.25·10²⁰·(-1.6·10⁻¹⁹)
q = -100c

דוגמה 3 לחצו לפתיחה ‹

בכדור יש 10²⁰·3 פרוטונים ו-10²⁰·3 אלקטרונים. חשב את מטען הכדור.

Xp = 3·10²⁰, Xₑ = 3·10²⁰
q = 3·10²⁰·1.6·10⁻¹⁹ + 3·10²⁰·(-1.6·10⁻¹⁹)
q = 0

q = Xp·1.6·10⁻¹⁹ + Xₑ·(-1.6·10⁻¹⁹)
q = 1.6·10⁻¹⁹(Xp - Xₑ)

מטען חשמלי של גוף שווה להפרש בין כמות הפרוטונים לאלקטרונים כפול 10⁻¹⁹·1.6

מטען חיובי - Xₚ > Xₑ

מטען שלילי - Xₚ < Xₑ

מטען ניטרלי (0) - Xₚ = Xₑ

שימו ❤️

לא חייב לדעת את כמות האלקטרונים והפרוטונים בגוף אלא רק את ההפרש ביניהם.