Điện tích là gì?
Điện tích là thuộc tính vốn có và không thay đổi của một số hạt hạ nguyên tử, được đặc trưng bởi tương tác điện từ giữa chúng. Nó được coi là một dạng năng lượng hoặc các electron được truyền từ vật này sang vật khác thông qua các phương tiện khác nhau như dẫn điện, cảm ứng hoặc các phương pháp cụ thể khác.
Điện tích được tạo ra bởi các hạt tích điện nhỏ. Là một vật chất điểm, điện tích được gọi là điện tích điểm. Nếu một điện tích điểm được sử dụng trong một thí nghiệm, nó được gọi là điện tích thử nghiệm.
Trong thực tế, điện tích tồn tại ở mọi nơi xung quanh chúng ta như trong trái đất, nước, vật thể, kim loại… Trong khi đó, mọi vật không mang điện được gọi là vật trung hòa.
Từ góc độ toán học, điện tích được tính toán bằng số electron (n) nhân với điện tích trên một electron.
Ký hiệu của điện tích
Điện tích hay còn gọi là vật tích điện. Tất cả các vật thể đều trung hòa về điện tích, nhưng khi chúng cho hoặc nhận các electron âm, chúng sẽ trở nên tích điện khác nhau.
Khi một vật nhận một electron, nó trở thành một điện tích âm:
Vật thể + e → Điện tích âm (-)
Khi một vật nhường bớt êlectron thì nó trở thành điện tích dương:
Đối tượng − e → Điện tích dương (+)
Kí hiệu của điện tích là gì?
Ký hiệu điện tích âm là −Q. Ký hiệu điện tích dương là +Q. Tất cả các điện tích được đo bằng Coulomb (C).
Coulomb được định nghĩa như sau:
1 C = 6,24 x 10^-18 electron
Điện tích định luật Cu lông
Theo định luật Cu Lông, chúng ta có phát biểu sau:
“ Hai điểm điện tích đặt trong chân không tương tác lực hút hoặc lực đẩy và hướng tương tác không trùng với đường thẳng nối giữa hai điểm đó. Độ lớn của tương tác tỉ lệ thuận với tích của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.”
Công thức để tính định luật Cu lông là:
F = k(|q1q2|/r2)
Trong đó:
k là hệ số tỉ lệ
F đơn vị là niutơn (N)
q1 và q2 là hai điểm điện tích, đơn vị là Cu lông
r2 là đơn vị tính khoảng cách (mét)
Những tính chất cơ bản của điện tích
Điện tích có nhiều tính chất cơ bản khác nhau, tuy nhiên dưới đây Tuấn Hưng Phát chỉ phân tích những tính chất cơ bản quan trọng nhất như sau:
Điện tích tồn tại ở mọi nơi
Điện tích có thể được xác nhận tồn tại ở khắp nơi trong tự nhiên. Điều này thể hiện rằng các hạt điện tích hoạt động độc lập không có phương hướng xác định. Con người có thể can thiệp trực tiếp vào một vật chất để thêm điện tích.
Tổng điện tích của một hệ thống (vật chất) là tổng đại số của các điện tích điểm. Ví dụ: q1 + q2 + q3 + … + qn
Tính chất bảo tồn năng lượng
Điện tích là gì? Điện tích có khả năng bảo toàn năng lượng khi hoạt động trong môi trường tự nhiên. Điều này cho thấy điện tích không thể tự tạo ra và không bị phá hủy bởi một tác động cụ thể nào khác trong tự nhiên.
Tuy nhiên, điện tích có thể được truyền từ một vật chất sang vật chất khác thông qua các phương pháp như cảm ứng hoặc truyền dẫn…
Tính chất bảo toàn năng lượng được biểu thị bằng sự tương tác giữa các vật chất trong môi trường nhất định.
Định lượng điện tích
Q của một đại lượng là lượng tử hóa và có thể biểu thị như một bội số nguyên của đơn vị cơ bản Q (Qe trên một electron).
Ví dụ, nếu Q trên một vật, thì chúng ta có thể viết nó như sau:
q = ne
Trong đó
n: là một số nguyên và khác biệt với số nguyên hoặc số vô tỉ, có thể là các số nguyên dương hoặc âm cụ thể như 1, 2, 3, -5…
Đơn vị điện tích cơ bản là Q mà electron hoặc proton mang trên minh. Theo phân định thì chúng ta xem điện tử là âm và đại diện cụ thể là electrons và Q trên một proton đơn giản là một siêu điện tích.
Nguyên lý lượng tử hóa hiện nay có thể được sử dụng cụ thể với mục đích tính tổng Q trong một vật và cũng để tính toán tổng số electron hoặc proton trong một vật mang điện tích.
Giả sử một hệ thống có n1 số electron và n2 số proton, sau đó tổng Q được tính theo công thức: n2e – n1e.
Tương tác điện tích
Khả năng tương tác điện tích được xác định dựa vào các yếu tố sau:
Tương tác giữa hai điện tích
Khi hai điện tích hoạt động trong tự nhiên có sự tương tác với nhau, điện tích cùng dấu sẽ đẩy nhau, điện tích trái dấu sẽ hút nhau. Nếu hai điện tích cách nhau một khoảng cách r, thì lực tương tác của chúng tuân theo Định luật Coulomb, được gọi là Lực Coulomb.
Định luật Coulomb nói rằng:
“Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có hướng trùng với đường thẳng nối hai điểm đó, và độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn của các điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng”.
Tương tác giữa điện tích và điện
Tương tác giữa điện tích đứng yên và điện có điện lực FE sẽ tạo ra dòng điện tích di chuyển theo phương thẳng hàng với nhau. Điện trường E trong dòng điện này tuân theo định luật Ampere.
Tương tác giữa điện tích và từ
Giữa các điện tích q di chuyển trong môi trường tự nhiên và nam châm từ tạo ra lực FB để tạo ra từ trường B có đặc điểm vuông góc với điện trường E.
Tương tác giữa điện tích cùng với điện và từ
Theo lý thuyết này, các điện tích tương tác với nhau thông qua lực điện, là lực tương tác giữa các điện tích do sự tương tác của các trường điện. Ngoài ra, các điện tích cũng tương tác với từ trường thông qua lực Lorentz, là lực tương tác giữa một điện tích và một từ trường.
Các điện tích chuyển động trong một dòng điện tạo ra một từ trường, và từ trường này tương tác với các điện tích khác trong vùng tác động của nó. Tương tự, các từ trường được tạo ra bởi các điện tích cũng tương tác với các điện tích khác, dẫn đến các hiện tượng như tương tác giữa nam châm và từ trường, hoặc giữa các dòng điện và từ trường.
Bài viết trên đây đã tổng hợp toàn bộ các kiến thức về điện tích là gì? Những kiến thức này không còn mới nhưng hy vọng sẽ là căn cứ để mọi người nâng cao kiến thức và vận dụng kiến thức hiệu quả trong thực tiễn.
