Fyzikálne vlastnosti, stavy a zmeny hmotných objektov, ktoré je možné odmerať (napríklad objem, hmotnosť a teplota u pevných telies, rýchlosť pre telesá v pohybe, elektrický náboj pre nabité telesá, ...), vyjadrujeme fyzikálnymi veličinami. Fyzikálna veličina je pojem kvantitatívne vystihujúci vlastnosť alebo stav fyzikálneho objektu (hmotného objektu alebo sústavy hmotných objektov) alebo fyzikálneho javu.
Elektrický náboj je jednou zo základných vlastností častíc. Aby sme sa v jednotlivých fyzikálnych veličinách dobre orientovali, používame dohodnuté značky pre jednotlivé fyzikálne veličiny. Na základnej škole ste spoznali, že fyzikálne veličiny majú dohodou stanovené značky, napríklad: pre prúd používame značku I. Tieto značky sa tlačia ležatým písmom (kurzívou). Aj ich jednotky majú svoje značky, napríklad: A je značka ampéra. Značky jednotiek sa tlačia stojatým písmom. Každá fyzikálna veličina má číselnú hodnotu a jednotku napríklad: Medzi číselnou hodnotou a jednotkou nechávame vždy medzeru. Jednotky nesmieme v zápisoch vynechať, lebo bez nich veličina nie je určená. Zápis dĺžka 6 môže rovnako dobre znamenať 6 mm ako 6 km.
Elektrický náboj je fyzikálna veličina so značkou Q a jednotkou Coulomb (čítaj kulomb). Elektrický náboj je fyzikálna veličina, ktorú označujeme znamienkom Q. Vyjadruje veľkosť schopnosti pôsobiť elektrickou silou. Meriame ho coulombmetrom.
Meriame fyzikálnu veličinu znamená určiť jej hodnotu. Tú určime tak, že ju porovnáme s určitou vopred dohodnutou hodnotou veličiny rovnakého druhu, ktorú zvolíme za jednotku fyzikálnej veličiny. Táto jednotka predstavuje stálu a pevnú hodnotu veličiny, s ktorou potom porovnávame veličiny rovnakého druhu. Fyzikálna jednotka je definovaná veľkosť fyzikálnej veličiny , určená a prijatá konvenciou a/alebo zákonom, ktorá sa používa ako štandard pre meranie danej fyzikálnej veličiny.
Elektrický náboj je deliteľný, ale len po najmenší možný náboj, tzv. elementárny náboj (e), čo je náboj protónu (vtedy je kladný) alebo elektrónu (vtedy je záporný). Elementárny náboj protónu je e = 1,60217710−19 C a elektrónu e = -1,60217710−19 C. Sú rovnako veľké, líšia sa len znamienkom. Elementárny náboj nemožno ďalej deliť.
Prečítajte si tiež: O fyzike zbraní
Elektrický náboj sa v telese môže premiestňovať. Ak o seba trieme dve telesá, nastáva takzvané zelektrizovanie telies. Je to spôsobené premiestňovaním elektrónov z jedného telesa na druhé.
Časticové zloženie látok a elektrický náboj
Z chémie vieme, že látky sa skladajú z atómov, molekúl (ktoré vzniknú spojením dvoch alebo viacerých atómov) a iónov. Každý atóm obsahuje v jadre protóny s kladným nábojom (p+) a neutróny bez náboja (n0) a v obale elektróny so záporným nábojom (e-). Počet protónov v jadre atómu sa musí rovnať počtu elektrónov v jeho obale, a preto je atóm elektricky neutrálny.
Atóm tvorí sústavu kladného náboja - v jadre a záporného náboja - v elektrónovom obale. Elektróny v elektrónovom obale sú viazané elektrickými silami ku kladne nabitému jadru. Atóm je schopný elektróny prijímať aj odovzdávať v záujme vytvorenia stabilnejšej formy. Ak atóm elektrón odovzdá, vzniká kladne nabitý ión - katión. Stratou alebo získaním elektrónov sa z atómu stáva ión.
Telesá s prebytkom elektrónov (počet e- > počet p+; napríklad tyč z novoduru, ktorú sme treli plsťou) sú záporne nabité (zelektrizované) a telesá s prebytkom protónov (počet e- < počet p+; napríklad tyč zo skla, ktorú sme treli kožou) sú kladne nabité (zelektrizované). Teleso môžeme elektricky nabiť (dodať mu elektrický náboj) trením.
Dotykom vieme náboj preniesť z jedného telesa na druhé (prenášajú sa však iba elektróny, protóny nie). Tento fakt využívame v elektroskope (prístroj na zisťovanie, či je teleso elektricky nabité). Ak sa nabitým telesom dotkneme kovovej platne na vrchu elektroskopu, časť jeho náboja sa cez ňu presunie do tyčinky a ručičky. Keďže telesá s rovnakým nábojom sa odpudzujú, tak ručička sa vplyvom tejto odpudivej elektrickej sily pootočí. Náboj sa ľahko presunie cez platňu na tyčinku a ručičku, keďže všetky tieto časti elektroskopu sú vodičmi, ale nebude sa presúvať ďalej až do zeme, keďže elektroskop je od nej oddelený izolačným materiálom (vodiče a izolanty budú vysvetlené nižšie).
Prečítajte si tiež: Všetko o Elektrickom Náboji
Vodiče a izolanty
Látky rozdeľujeme na vodiče a izolanty (existujú aj polovodiče, ale tými sa zatiaľ zaoberať nebudeme). Vodiče obsahujú voľné častice s nábojom (väčšinou sú to voľné elektróny, ale niekedy sú to aj ióny). Tuhé vodiče sú kovy a niektoré formy niektorých nekovov (grafit-tuha, čierny fosfor...). Voľnými časticami s nábojom sú v nich elektróny. Kvapalné vodiče sú roztoky solí (tzv. elektrolyty alebo roztoky elektrolytov). Voľnými časticami s nábojom sú v nich kladné a záporné ióny. Plyny sú za bežných podmienok izolanty. Ale vieme ich ionizovať, čiže urobiť z ich atómov elektróny, katióny a anióny a vtedy sa stanú vodičmi. Ionizovaný plyn nazývame aj plazma.
Keď akékoľvek teleso vystavíme elektrickému poľu, tak na jednej jeho strane sa vytvorí kladný náboj a na druhej záporný. Toto sa stane aj vodiču, aj izolantu, ale iným mechanizmom. Vo vodiči nastane elektrostatická indukcia, čo znamená, že voľné častice s nábojom sa presunú na jednu stranu vodiča. V izolante nastane polarizácia, čo znamená, že dochádza k presunu elektrického náboja vo vnútri atómov (resp.
V okolí každého elektricky nabitého telesa je elektrické elektrické pole, v ktorom pôsobí elektrická sila. Elektrické pole znázorňujeme pomocou siločiar. Siločiary znázorňujú smer pôsobenia elektrickej sily.
Prečítajte si tiež: Vlastnosti elektrického náboja