Je viens de commencer mon lycée, seulement pour atterrir dans le beau monde de lélectricité et du magnétisme, jai beaucoup de questions et de dilemmes, donc je veux des conseils . Passons maintenant à la question.
Je viens de lire que lunité de charge est le coulomb, et que $ 1 \: \ mathrm {C} = 6.25 \ times 10 ^ {18} $ électrons, car la charge sur un électron est $ e = 1,602 × 10 ^ {- 19} $ « C ». Cela me confond comme – si la quantité de charge est le nombre délectrons alors quelle est la signification de – quantité de charge sur un électron? Pourquoi en coulombs?
Ma théorie possible est que puisque la charge est la propriété de la matière dinteragir avec les FORCES électromagnétiques, la véritable définition de la charge devrait être basée sur la force avec laquelle elle interagit. Cependant, partout où je vois la définition du coulomb, je lobtiens toujours en ampères et en nombre délectrons.
Quelquun peut-il faire la différence entre = nombre-délectrons-Coulomb et la définition de formule {pour exemple, puisque Vitesse = Distance / Temps, donc, 1 km / sec = 1 km parcouru en 1 seconde. (ce type)}?
EDIT – Dans un manuel, jai trouvé quil est donné que – « 1 coulomb est la quantité de charge électrique qui exerce une force de 9 $ × 10 ^ 9 $ sur une charge égale placée à une distance de 1 m de celle-ci. Alors maintenant, je veux savoir comment ce nombre particulier est atteint sil est correct?
Commentaires
- Donc, dire quun coulomb est la quantité de charge transportée par 1 $ A $ courant en $ 1 s $ nest pas suffisant?
- @Aaron Stevens veuillez expliquer pourquoi 1e = 1.6 × 10 ^ -19 C?
Réponse
Jai posé une question à ce sujet dans les commentaires, mais je vais continuer et mettre cela comme réponse.
De wikipedia:
Lampère est ce courant constant qui, sil était maintenu dans deux conducteurs parallèles droits de longueur infinie, de section circulaire négligeable, et placé à un mètre lun de lautre dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 × 10−7 newtons par mètre de longueur
De là, nous pouvons obtenir la définition du coulomb. Il sagit simplement du montant de la charge transportée par un $ 1A $ courant dans $ 1s $ .
Bien sûr, la façon dont nous définissons la charge dun électron est arbitraire. Nous pourrions définir une nouvelle unité de charge comme étant la quantité de charge quun électron porte, ou la quantité de charge 10,2 $ que les électrons transportent. Nous aurions juste à ajuster dautres unités en conséquence (par exemple, si nous calculions une force, nous devrons soit définir une nouvelle unité de force, soit nous aurions besoin dinclure une conversion dans toutes les formules impliquant la force pour maintenir nos forces en Newtons. ).
Mais comment déterminer la charge de lélectron (en unités non) en premier lieu? Il existe plusieurs façons, mais celle qui est historiquement bien connue est lexpérience de la goutte dhuile. Je nentrerai pas dans les détails de lexpérience, vous pouvez vous en occuper vous-même, mais essentiellement, ce qui a été trouvé, cest que les gouttes dhuile avec de petites quantités de charge avaient des charges égales à des multiples entiers dune certaine valeur de charge. valeur de charge qui est la quantité de charge de lélectron que vous avez répertorié.
Pour aller avec votre question modifiée. Lamplitude de la force de coulomb entre deux charges de $ q_1 $ et $ q_2 $ séparés une distance $ r $ est donnée par $$ F = \ frac {kq_1q_2} {r ^ 2} $$ où $ k = 9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2} $
Si $ r = 1m $ et que chaque charge est $ q_1 = q_2 = 1C $ , alors la force résultante est $$ F = \ frac {(9 * 10 ^ 9 \ frac {N \ cdot m ^ 2} {C ^ 2}) (1C) (1C)} {(1m) ^ 2} = 9 * 10 ^ 9N $$
Commentaires
- Dans un manuel, jai trouvé quil est indiqué que – " 1 coulomb est la quantité de charge électrique qui exerce une force de 9 × 10 ^ 9 newtons sur une charge égale placée à une distance de 1 m de celle-ci ". Et à partir de cette définition, nous pouvons facilement comprendre et calculer la charge dun électron. Et nous pouvons également arriver à la conclusion que pour atteindre ce nombre, il faut presque 6 × 10 ^ 18 électrons. Est-ce correct ? Des pensées?
- @DEEKSHANT oui cest également correct
Réponse
Eh bien, lunité de charge était définie lorsque les gens ne connaissaient pas les électrons et les protons. On croyait que la charge électrique à lépoque était une quantité continue.
Dans le système CGS, la charge électrique est définie en utilisant la force que deux objets de charge équivalente sappliquent lun à lautre à une distance de 1 cm, ce qui est plus judicieux si vous commencez juste avec lélectrostatique. Vous pouvez trouver la définition de la charge électrique dans cet article de Wikipédia .
À propos, la charge dun électron nest pas la plus petite quantité de charge dans la nature. Vous pouvez avoir une charge de 1/3 délectrons sur des particules subatomiques.
Commentaires
- Cependant, les quarks napparaissent que dans des combinaisons telles que la charge est un nombre entier des charges délectrons.