Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
Spring til indhold

Elektrisk ladning: Forskelle mellem versioner

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Indhold slettet Indhold tilføjet
RibotBOT (diskussion | bidrag)
m robot Ændrer: yo:Agbára onítanná
m Ændrede sorteringen i Kategori:Elektricitet: "Ladning" ved hjælp af Hotcat
 
(39 mellemliggende versioner af 25 andre brugere ikke vist)
Linje 1: Linje 1:
{{Harflertydig2|Ladning}}
{{Harflertydig2|Ladning}}
{{elektromagnetisme}}
'''Elektrisk ladning''' er en fundamentalt bevaret størrelse for visse [[subatomar partikel|subatomare partikler]], som bestemmer disses [[elektromagnetisme|elektromagnetiske]] vekselvirkninger. Elektrisk ladet [[stof (fysik)|stof]] påvirkes af, og er anledning til, elektromagnetiske felter. Vekselvirkningen mellem en bevæget ladning og det elektromagnetiske felt er kilden til [[den elektromagnetiske kraft]], som er en af de fire [[fundamental kraft|fundamentale kræfter]].
'''Elektrisk ladning''' er en fundamental bevaret størrelse for visse [[subatomar partikel|subatomare partikler]], som bestemmer disses [[elektromagnetisme|elektromagnetiske]] vekselvirkninger. Elektrisk ladet [[stof (fysik)|stof]] påvirkes af, og er anledning til, elektromagnetiske felter. Vekselvirkningen mellem en bevæget ladning og det elektromagnetiske felt er kilden til [[Elektromagnetisk kraft|den elektromagnetiske kraft]], som er en af de fire [[fundamental kraft|fundamentale kræfter]].
<!--{{Flavour quantum numbers}}-->


== Overblik ==
== Overblik ==
Elektrisk ladning er en egenskab for visse subatomare partikler, og er [[kvantisering|kvantiseret]] i enheder af [[elementarladning]]en ''e''. [[Elektron]]er har pr. konvention ladningen -1, mens [[proton]]er har den modsatte ladning på +1. [[Kvark (fysik)|Kvarker]] har en ladning på -1/3 eller +2/3. [[Antipartikel]] ækvivalenterne af disse har den modsatte ladning. Ud over disse er der andre [[ladet partikel|ladede partikler]].

Elektrisk ladning er en egenskab for visse subatomare partikler, og er [[kvantisering|kvantiseret]] i enheder af [[elementarladningen]] ''e''. [[Elektron]]er har pr. konvention ladningen -1, mens [[proton]]er har den modsatte ladning på +1. [[Kvark (fysik)|Kvarker]] har en ladning på -1/3 eller +2/3. [[Antipartikel]] ækvivalenterne af disse har den modsatte ladning. Ud over disse er der andre [[ladet partikel|ladede partikler]].


To ladninger af samme [[fortegn]] frastøder hinanden, hvorimod to ladninger af modsat fortegn tiltrækker hinanden. Den præcise størrelse af denne [[kraft]] er udtrykt kvantitativt i [[Coulombs lov]], der siger at størrelsen af den gensidige kraft er proportional med [[multiplikation|produktet]] af de to ladninger og aftager som kvadratet på afstanden.
To ladninger af samme [[fortegn]] frastøder hinanden, hvorimod to ladninger af modsat fortegn tiltrækker hinanden. Den præcise størrelse af denne [[kraft]] er udtrykt kvantitativt i [[Coulombs lov]], der siger at størrelsen af den gensidige kraft er proportional med [[multiplikation|produktet]] af de to ladninger og aftager som kvadratet på afstanden.


Den elektriske ladning af et [[makroskopisk]] objekt er summen af de elektriske ladninger af de partikler det er opbygget af. Ofte er nettoladningen nul, da antallet af elektroner er lig antallet af protoner, og deres ladninger derfor går ud med hinanden. Situationer hvor nettoladningen er forskellig fra nul kaldes of [[statisk elektricitet]]. Derudover kan ladningen, selv når nettoladningen er nul, være ujævnt fordelt, f.eks. pga. et [[elektrisk felt]], og materialet siges da at være [[polarisering (fysik)|polariseret]]. Ladningen kaldes i dette tilfælde ''bundet'', mens ekstra ladning udefra kaldes ''fri''. En ordnet bevægelse af ladede partikler i en bestemt retning (typisk elektroner) kaldes [[elektrisk strøm]].
Den elektriske ladning af et [[makroskopisk]] objekt er summen af de elektriske ladninger af de partikler det er opbygget af. Ofte er nettoladningen nul, da antallet af elektroner er lig antallet af protoner, og deres ladninger derfor går ud med hinanden. Situationer hvor nettoladningen er forskellig fra nul kaldes for [[statisk elektricitet]]. Derudover kan ladningen, selv når nettoladningen er nul, være ujævnt fordelt, f.eks. pga. et [[elektrisk felt]], og materialet siges da at være [[polarisering (fysik)|polariseret]]. Ladningen kaldes i dette tilfælde ''bundet'', mens ekstra ladning udefra kaldes ''fri''. En ordnet bevægelse af ladede partikler i en bestemt retning (typisk elektroner) kaldes [[elektrisk strøm]].


[[SI-enhed]]en for elektrisk ladning er [[coulomb]], hvilket svarer til ca. 6,24 × 10<sup>18</sup> elementarladninger (ladningen på en enkelt elektron eller proton). En coulomb er defineret som den mængde ladning der i løbet af ét sekund har passeret igennem tværsnittet af en [[elektrisk leder|leder]] med en strøm på én [[ampere]]. Symbolet ''Q'' anvendes ofte som symbol for den elektriske ladning.
[[SI-enhed]]en for elektrisk ladning er [[coulomb]], hvilket svarer til ca. 6,24 × 10<sup>18</sup> elementarladninger (ladningen på en enkelt elektron eller proton). En coulomb er defineret som den mængde ladning der i løbet af ét sekund har passeret igennem tværsnittet af en [[elektrisk leder|leder]] med en strøm på én [[ampere]]. Symbolet ''Q'' anvendes ofte som symbol for den elektriske ladning.
Linje 17: Linje 16:
Formelt set burde en angivelse af en ladning være et multiplum af elementarladningen ''e'', da ladning er kvantiseret. Da det imidlertid er en gennemsnitlig, [[makroskopisk]] størrelse mange [[størrelsesorden]]er større end en enkelt elementarladning, kan den i praksis have en hvilken som helst værdi. I mange sammenhænge giver det desuden mening at tale om brøkdele af elementarladningen, f.eks. i opladningen af en [[Elektrisk kondensator|kondensator]].
Formelt set burde en angivelse af en ladning være et multiplum af elementarladningen ''e'', da ladning er kvantiseret. Da det imidlertid er en gennemsnitlig, [[makroskopisk]] størrelse mange [[størrelsesorden]]er større end en enkelt elementarladning, kan den i praksis have en hvilken som helst værdi. I mange sammenhænge giver det desuden mening at tale om brøkdele af elementarladningen, f.eks. i opladningen af en [[Elektrisk kondensator|kondensator]].


Ladning kendes i dagligdagen fra [[statisk elektricitet]] som for eksempel opstår når [[plastik]] gnides mod [[hår]]. Den tiltrækkende kraft er ofte tydelig.
<!--
Ladning kendes i dagligdagen fra [[statisk elektricitet]] som for eksempel opstår når [[plastic]] gnides mod [[hår]]. Den tiltrækkende kraft er ofte tydelig.


===Ladningens mikroskopiske baggrund===
===Ladningens mikroskopiske baggrund===
Linje 31: Linje 29:


===Ladning og strøm===
===Ladning og strøm===
{{Uddybende|Elektrisk strøm}}
[[Elektrisk strøm]] er blot en transport af elektrisk ladning, for eksempel igennem en [[elektrisk ledning|ledning]]. Størrelsen eller styrken af strømmen defineres som den ladning ''dQ'' der passerer et bestemt punkt på ledningen, [[division (matematik)|dividere]]t med den tid ''dt'' som "passagen" tager. Altså
Elektrisk strøm er blot en transport af elektrisk ladning, for eksempel igennem en [[elektrisk ledning|ledning]]. Størrelsen eller styrken af strømmen defineres som den ladning ''dQ'' der passerer et bestemt punkt på ledningen, [[division (matematik)|dividere]]t med den tid ''dt'' som "passagen" tager. Altså
<math> I = dQ/dt </math>.
:<math> I = dQ/dt </math>.

Strøm kan således opfattes som ladning pr. [[tid]] eller en slags "ladningshastighed". Hvis der passerer 1 coulomb pr. [[sekund]], siges strømstyrken at være 1 [[ampere]].
Strøm kan således opfattes som ladning pr. [[tid]] eller en slags "ladningshastighed". Hvis der passerer 1 coulomb pr. [[sekund]], siges strømstyrken at være 1 [[ampere]].
-->


== Historie ==
== Historie ==
Som beskrevet af den antikke græske filosof [[Thales fra Milet]] omkring [[600'erne f.Kr.|600 fvt.]], kunne ladning (eller ''elektricitet'') ophobes ved at gnubbe [[pels]] mod forskellige materialer, som f.eks. [[rav]]. Grækerne bemærkede at ladede ravklumper kunne tiltrække lette objekter som [[hår]]. De bemærkede også at hvis de gnubbede rav længe nok, kunne de få en gnist til at springe. Denne egenskab kommer fra den [[triboelektrisk effekt|triboelektriske effekt]].

I [[1600]] vendte den engelske videnskabsmand [[William Gilbert]] tilbage til emnet i ''De Magnete'', og var ophavsmand til det [[moderne latin]]ske ord ''electricus'' fra ''ηλεκτρον'' (''elektron''), det græske ord for "rav", som hurtigt blev afledt til ''elektrisk'' og ''elektricitet''. Han blev efterfulgt i [[1660]] af [[Otto von Guericke]], som opfandt hvad der sandsynligvis var den første [[elektrostatisk generator|elektrostatiske generator]]. Andre nævneværdige europæiske pionerer var [[Robert Boyle]], som i [[1675]] konstaterede at elektrisk tiltrækning og frastødning kan virke gennem et [[vakuum]]; [[Stephen Gray]], som i [[1729]] klassificerede materialer som [[leder (materiale)|ledere]] og [[Elektrisk isolator|isolatorer]]; og [[C. F. du Fay]], som i [[1733]] foreslog<ref>{{Cite web |url=http://www.sparkmuseum.com/BOOK_DUFAY.HTM |title=Dufay<!-- Bot genereret titel --> |access-date= 9. august 2006 |archive-date= 4. juni 2016 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160604020304/http://www.sparkmuseum.com/BOOK_DUFAY.HTM |url-status=ok }}</ref> at elektricitet optræder i to varianter som ophæver hinanden, og udtrykte dette i form af en to-væske teori. Når [[glas]] gnubbedes mod [[silke]], sagde du Fay at glasset var ladet med ''vitreous electricity'', og at når rav gnubbedes mod pels, blev ravet ladet med ''resinous electricity''.
Som beskrevet af den antikke græske filosof [[Thales fra Milet]] omkring [[600'erne fvt.|600 fvt.]], kunne ladning (eller ''elektricitet'') ophobes ved at gnubbe [[pels]] mod forskellige materialer, som f.eks. [[rav]]. Grækerne bemærkede at ladede ravklumper kunne tiltrække lette objekter som [[hår]]. De bemærkede også at hvis de gnubbede rav længe nok, kunne de få en gnist til at springe. Denne egenskab kommer fra den [[triboelektrisk effekt|triboelektriske effekt]].
I [[1600]] vendte den engelske videnskabsmand [[William Gilbert]] tilbage til emnet i ''De Magnete'', og var ophavsmand til det [[moderne latin]]ske ord ''electricus'' fra ''ηλεκτρον'' (''elektron''), det græske ord for "rav", som hurtigt blev afledt til ''elektrisk'' og ''elektricitet''. Han blev efterfulgt i [[1660]] af [[Otto von Guericke]], som opfandt hvad der sandsynligvis var den første [[elektrostatik|elektrostatiske]] [[generator]]. Andre nævneværdige europæiske pionerer var [[Robert Boyle]], som i [[1675]] konstaterede at elektrisk tiltrækning og frastødning kan virke gennem et [[vakuum]]; [[Stephen Gray]], som i [[1729]] klassificerede materialer som [[leder (materiale)|ledere]] og [[Elektrisk isolator|isolator]]er; og [[C. F. du Fay]], som i [[1733]] foreslog[http://www.sparkmuseum.com/BOOK_DUFAY.HTM] at elektricitet optræder i to varianter som ophæver hinanden, og udtrykte dette i form af en to-væske teori. Når [[glas]] gnubbedes mod [[silke]], sagde du Fay at glasset var ladet med ''vitreous electricity'', og at når rav gnubbedes mod pels, blev ravet ladet med ''resinous electricity''.


En af de de fremmeste eksperter i elektricitet i det [[18. århundrede]] var [[Benjamin Franklin]], som argumenterede for en en-væske teori for elektricitet. Franklin forestillede sig elektricitet som en slags usynlig væske, der var til stede i alt [[stof (fysik)|stof]]; f.eks. mente han at det var glasset i en [[Leydenkrukke]] der indeholdt den ophobede ladning. Han antog at når man gnubber isolerende overflader sammen skifter denne "væske" placering, og at et flow af denne væske udgør en elektrisk strøm. Han mente også at når stof indholdt for lidt af "væsken" var den negativt ladet, og når der var et overskud var den positivt ladet. Af ukendte grunde valgte han at associere "positiv" med ''vitreous electricity'' og den negative med ''resinous electricity''. [[William Watson]] kom til den samme konklusion omtrent på samme tid.
En af de de fremmeste eksperter i elektricitet i det [[18. århundrede]] var [[Benjamin Franklin]], som argumenterede for en en-væske teori for elektricitet. Franklin forestillede sig elektricitet som en slags usynlig væske, der var til stede i alt [[stof (fysik)|stof]]; f.eks. mente han at det var glasset i en [[Leydenkrukke]] der indeholdt den ophobede ladning. Han antog at når man gnubber isolerende overflader sammen skifter denne "væske" placering, og at et flow af denne væske udgør en elektrisk strøm. Han mente også at når stof indholdt for lidt af "væsken" var den negativt ladet, og når der var et overskud var den positivt ladet. Af ukendte grunde valgte han at associere "positiv" med ''vitreous electricity'' og den negative med ''resinous electricity''. [[William Watson]] kom til den samme konklusion omtrent på samme tid.
Linje 50: Linje 46:


Aside from the properties described in articles about [[electromagnetism]], charge is a [[theory of relativity|relativistic]] [[invariant (physics)|invariant]]. This means that any particle that has charge ''q'', no matter how fast it goes, always has charge ''q''. This property has been experimentally verified by showing that the charge of ''one'' [[helium]] [[atomic nucleus|nucleus]] (two [[proton]]s and two [[neutron]]s bound together in a nucleus and moving around at high speeds) is the same as ''two'' [[deuterium]] nuclei (one proton and one neutron bound together, but moving much more slowly than they would if they were in a helium nucleus).
Aside from the properties described in articles about [[electromagnetism]], charge is a [[theory of relativity|relativistic]] [[invariant (physics)|invariant]]. This means that any particle that has charge ''q'', no matter how fast it goes, always has charge ''q''. This property has been experimentally verified by showing that the charge of ''one'' [[helium]] [[atomic nucleus|nucleus]] (two [[proton]]s and two [[neutron]]s bound together in a nucleus and moving around at high speeds) is the same as ''two'' [[deuterium]] nuclei (one proton and one neutron bound together, but moving much more slowly than they would if they were in a helium nucleus).
-->


== Conservation of charge ==
== Ladningsbevarelse ==
{{Uddybende|Ladningsbevarelse}}

Den totale elektriske ladning i et [[isoleret system]] er altid konstant. Denne lov brydes ikke af nogen kendte fysiske processer og kan udledes lokalt med den [[gauge-invariant]]e version af [[bølgefunktion]]en. For et åbent system - hvor ladninger kan bevæge sig ud og ind - er den samlede ændring i [[ladningstæthed]] <math>\rho</math> i et volumen <math>V</math> er lig med [[Flux|strømtætheden]] <math>\mathbf{J}</math> [[Integralregning|integreret]] over volumenets [[overfladeareal]]. Dette er også lig med den samlede elektrisk strøm: <math>I</math>:
The total electric charge of an [[isolated system]] remains constant regardless of changes within the system itself. This law is inherent to all processes known to physics and can be derived in a local form from the [[gauge invariance]] of the [[wave function]]. Because the time derivative of charge is called [[electric current]], the conservation of charge results in the charge-current [[continuity equation]]. More generally, the net change in [[charge density]] <math>\rho</math> within a volume of integration <math>V</math> is equal to the area integral over the [[current density]] <math>J</math> on the surface of the volume <math>S</math>, which is in turn equal to the net [[Current (electricity)|current]] <math>I</math>:

:<math>- \frac{\partial}{\partial t} \int_V \rho\, dV = \int_S \mathbf{J} \cdot \mathbf{dS} = I</math>
:<math>- \frac{\partial}{\partial t} \int_V \rho\, dV = \int_S \mathbf{J} \cdot \mathbf{dS} = I</math>
Dette er også kendt som [[kontinuitetsligningen]].
-->


== Se også ==
== Se også ==
Linje 65: Linje 61:


== Eksterne links ==
== Eksterne links ==
* [http://www.ce-mag.com/archive/2000/marapril/mrstatic.html How fast does a charge decay?] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20131005012550/http://www.ce-mag.com/archive/2000/marapril/mrstatic.html |date= 5. oktober 2013 }}
* [http://www.scienceaid.co.uk/physics/electricity/charge.html Science Aid: Electrostatic charge] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071122174619/http://www.scienceaid.co.uk/physics/electricity/charge.html |date=22. november 2007 }} Easy to understand page on electrostatic charge.


== Noter ==
* [http://www.ce-mag.com/archive/2000/marapril/mrstatic.html How fast does a charge decay?]
{{reflist}}
* [http://www.scienceaid.co.uk/physics/electricity/charge.html Science Aid: Electrostatic charge] Easy to understand page on electrostatic charge.
{{autoritetsdata}}


[[Kategori:Elektricitet]]
[[Kategori:Elektrostatik| ]]
[[Kategori:Elektricitet|Ladning]]
[[Kategori:Elektromagnetisme]]
[[Kategori:Elektromagnetisme]]
[[Kategori:Fysisk størrelse]]

{{Link GA|es}}

[[af:Elektriese lading]]
[[ar:شحنة كهربائية]]
[[bg:Електрически заряд]]
[[bn:বৈদ্যুতিক আধান]]
[[bs:Električni naboj]]
[[ca:Càrrega elèctrica]]
[[cs:Elektrický náboj]]
[[de:Elektrische Ladung]]
[[el:Ηλεκτρικό φορτίο]]
[[en:Electric charge]]
[[eo:Elektra ŝargo]]
[[es:Carga eléctrica]]
[[et:Elektrilaeng]]
[[eu:Karga elektriko]]
[[fa:بار الکتریکی]]
[[fi:Sähkövaraus]]
[[fr:Charge électrique]]
[[gl:Carga eléctrica]]
[[he:מטען חשמלי]]
[[hi:विद्युत आवेश]]
[[hr:Električni naboj]]
[[hu:Elektromos töltés]]
[[id:Muatan listrik]]
[[is:Rafhleðsla]]
[[it:Carica elettrica]]
[[ja:電荷]]
[[ka:მუხტი]]
[[km:បន្ទុកអគ្គីសនី]]
[[kn:ವಿದ್ಯುದಾವೇಶ]]
[[ko:전하]]
[[ku:Barê karevayî]]
[[la:Onus electricum]]
[[li:Elektrische laojing]]
[[lt:Elektros krūvis]]
[[lv:Elektriskais lādiņš]]
[[ml:വൈദ്യുത ചാർജ്]]
[[mn:Цахилгаан цэнэг]]
[[mr:विद्युतभार]]
[[nl:Elektrische lading]]
[[nn:Elektrisk ladning]]
[[no:Elektrisk ladning]]
[[pa:ਬਿਜਲੀ ਚਾਰਜ]]
[[pl:Ładunek elektryczny]]
[[pt:Carga elétrica]]
[[qu:Pinchikilla chaqna]]
[[ro:Sarcină electrică]]
[[ru:Электрический заряд]]
[[sh:Naelektrisanje]]
[[simple:Electric charge]]
[[sk:Elektrický náboj]]
[[sl:Električni naboj]]
[[sq:Ngarkesa elektrike]]
[[sr:Наелектрисање]]
[[sv:Elektrisk laddning]]
[[ta:மின்மம்]]
[[th:ประจุไฟฟ้า]]
[[tr:Elektriksel yük]]
[[tt:Электр корылмасы]]
[[uk:Електричний заряд]]
[[ur:برقی بار]]
[[vi:Điện tích]]
[[wo:Yanu mbëj]]
[[yo:Agbára onítanná]]
[[zh:電荷]]
[[zh-yue:電荷]]

Nuværende version fra 13. maj 2021, 16:39

For alternative betydninger, se Ladning.
Elektromagnetisme
Elektricitet  Magnetisme

Elektrisk ladning er en fundamental bevaret størrelse for visse subatomare partikler, som bestemmer disses elektromagnetiske vekselvirkninger. Elektrisk ladet stof påvirkes af, og er anledning til, elektromagnetiske felter. Vekselvirkningen mellem en bevæget ladning og det elektromagnetiske felt er kilden til den elektromagnetiske kraft, som er en af de fire fundamentale kræfter.

Elektrisk ladning er en egenskab for visse subatomare partikler, og er kvantiseret i enheder af elementarladningen e. Elektroner har pr. konvention ladningen -1, mens protoner har den modsatte ladning på +1. Kvarker har en ladning på -1/3 eller +2/3. Antipartikel ækvivalenterne af disse har den modsatte ladning. Ud over disse er der andre ladede partikler.

To ladninger af samme fortegn frastøder hinanden, hvorimod to ladninger af modsat fortegn tiltrækker hinanden. Den præcise størrelse af denne kraft er udtrykt kvantitativt i Coulombs lov, der siger at størrelsen af den gensidige kraft er proportional med produktet af de to ladninger og aftager som kvadratet på afstanden.

Den elektriske ladning af et makroskopisk objekt er summen af de elektriske ladninger af de partikler det er opbygget af. Ofte er nettoladningen nul, da antallet af elektroner er lig antallet af protoner, og deres ladninger derfor går ud med hinanden. Situationer hvor nettoladningen er forskellig fra nul kaldes for statisk elektricitet. Derudover kan ladningen, selv når nettoladningen er nul, være ujævnt fordelt, f.eks. pga. et elektrisk felt, og materialet siges da at være polariseret. Ladningen kaldes i dette tilfælde bundet, mens ekstra ladning udefra kaldes fri. En ordnet bevægelse af ladede partikler i en bestemt retning (typisk elektroner) kaldes elektrisk strøm.

SI-enheden for elektrisk ladning er coulomb, hvilket svarer til ca. 6,24 × 1018 elementarladninger (ladningen på en enkelt elektron eller proton). En coulomb er defineret som den mængde ladning der i løbet af ét sekund har passeret igennem tværsnittet af en leder med en strøm på én ampere. Symbolet Q anvendes ofte som symbol for den elektriske ladning.

Elektrisk ladning kan måles med et elektrometer. Den elektriske ladnings diskrete (dvs. heltallige) natur blev demonstreret af Robert Millikan i hans oliedråbeeksperiment.

Formelt set burde en angivelse af en ladning være et multiplum af elementarladningen e, da ladning er kvantiseret. Da det imidlertid er en gennemsnitlig, makroskopisk størrelse mange størrelsesordener større end en enkelt elementarladning, kan den i praksis have en hvilken som helst værdi. I mange sammenhænge giver det desuden mening at tale om brøkdele af elementarladningen, f.eks. i opladningen af en kondensator.

Ladning kendes i dagligdagen fra statisk elektricitet som for eksempel opstår når plastik gnides mod hår. Den tiltrækkende kraft er ofte tydelig.

Ladningens mikroskopiske baggrund

[redigér | rediger kildetekst]

Ladning er en grundlæggende egenskab ved de fleste fundamentale elementarpartikler. Elektronen, myonen og tauonen har alle en ladning på -1,602·10-19 coulomb. Den numeriske værdi af dette tal, 1,602·10-19 C, kaldes elementarladningen og forkortes ofte e. Elektronens ladning er således -e.

Også kvarkerne har ladning på enten +(2/3)e eller -(1/3)e. Ladningen af større partikler (hadroner) får man simpelthen ved at addere ladningerne på de kvarker der indgår i dem. Således får man fx at protonens ladning er +e, og at neutronens er 0.

Alle kendte elektriske ladninger stammer fra de ladede leptoner (elektron, myon, tauon), kvarkerne og/eller deres antipartikler.

Neutrinoer har ingen ladning.

Ladning og strøm

[redigér | rediger kildetekst]
Uddybende Uddybende artikel: Elektrisk strøm

Elektrisk strøm er blot en transport af elektrisk ladning, for eksempel igennem en ledning. Størrelsen eller styrken af strømmen defineres som den ladning dQ der passerer et bestemt punkt på ledningen, divideret med den tid dt som "passagen" tager. Altså

.

Strøm kan således opfattes som ladning pr. tid eller en slags "ladningshastighed". Hvis der passerer 1 coulomb pr. sekund, siges strømstyrken at være 1 ampere.

Som beskrevet af den antikke græske filosof Thales fra Milet omkring 600 fvt., kunne ladning (eller elektricitet) ophobes ved at gnubbe pels mod forskellige materialer, som f.eks. rav. Grækerne bemærkede at ladede ravklumper kunne tiltrække lette objekter som hår. De bemærkede også at hvis de gnubbede rav længe nok, kunne de få en gnist til at springe. Denne egenskab kommer fra den triboelektriske effekt. I 1600 vendte den engelske videnskabsmand William Gilbert tilbage til emnet i De Magnete, og var ophavsmand til det moderne latinske ord electricus fra ηλεκτρον (elektron), det græske ord for "rav", som hurtigt blev afledt til elektrisk og elektricitet. Han blev efterfulgt i 1660 af Otto von Guericke, som opfandt hvad der sandsynligvis var den første elektrostatiske generator. Andre nævneværdige europæiske pionerer var Robert Boyle, som i 1675 konstaterede at elektrisk tiltrækning og frastødning kan virke gennem et vakuum; Stephen Gray, som i 1729 klassificerede materialer som ledere og isolatorer; og C. F. du Fay, som i 1733 foreslog[1] at elektricitet optræder i to varianter som ophæver hinanden, og udtrykte dette i form af en to-væske teori. Når glas gnubbedes mod silke, sagde du Fay at glasset var ladet med vitreous electricity, og at når rav gnubbedes mod pels, blev ravet ladet med resinous electricity.

En af de de fremmeste eksperter i elektricitet i det 18. århundrede var Benjamin Franklin, som argumenterede for en en-væske teori for elektricitet. Franklin forestillede sig elektricitet som en slags usynlig væske, der var til stede i alt stof; f.eks. mente han at det var glasset i en Leydenkrukke der indeholdt den ophobede ladning. Han antog at når man gnubber isolerende overflader sammen skifter denne "væske" placering, og at et flow af denne væske udgør en elektrisk strøm. Han mente også at når stof indholdt for lidt af "væsken" var den negativt ladet, og når der var et overskud var den positivt ladet. Af ukendte grunde valgte han at associere "positiv" med vitreous electricity og den negative med resinous electricity. William Watson kom til den samme konklusion omtrent på samme tid.

Vi ved nu at Franklin/Watson-modellen var tæt på, men for simpel. Stof består i virkeligheden af flere slags ladede partikler; de mest almindelige er den positivt ladede proton og den negativt ladede elektron. I stedet for én slags elektrisk strøm er der mange: flow af elektroner, flow af elektron "huller", der opfører sig som positive partikler, og flow af postitive og/eller negative ioner i modsat retning. For at mindske forvirringen bruger man stadig Franklins konvention og forestiller sig at den elektriske strøm (kendt som den konventionelle strøm) er et flow udelukkende af positivt ladede partikler. Denne konvention simplificerer elektriske koncepter og beregninger, men ignorerer det faktum at i visse ledere (elektrolytter, halvledere og plasmaer) er der to eller flere "slags" elektrisk strøm i modsatte retninger. Flowretningen for "konventionel strøm" er også baglæns i forhold til den virkelige elektronvandring i metaller (den typiske elektriske leder), hvilket forvirrer mange begyndere inden for elektronik.


Ladningsbevarelse

[redigér | rediger kildetekst]
Uddybende Uddybende artikel: Ladningsbevarelse

Den totale elektriske ladning i et isoleret system er altid konstant. Denne lov brydes ikke af nogen kendte fysiske processer og kan udledes lokalt med den gauge-invariante version af bølgefunktionen. For et åbent system - hvor ladninger kan bevæge sig ud og ind - er den samlede ændring i ladningstæthed i et volumen er lig med strømtætheden integreret over volumenets overfladeareal. Dette er også lig med den samlede elektrisk strøm: :

Dette er også kendt som kontinuitetsligningen.

[redigér | rediger kildetekst]
  1. ^ "Dufay". Arkiveret fra originalen 4. juni 2016. Hentet 9. august 2006.