Elektrické fluidum
Leiden, rok 1746. Pieter van Musschenbroek nabije vodu v láhvi z elektrického stroje, uchopí láhev i drát — a dostane ránu takové síly, že napíše: podruhé by to nepodstoupil ani za celé francouzské království. Elektřinu tedy lze shromáždit v láhvi jako tekutinu.
Franklin ve Filadelfii to vysvětlil jedním fluidem. Je ve všech tělesech. Těleso, v němž je ho víc než obvykle, je nabito kladně, kde je ho méně — záporně. Tření fluidum nevytváří, jen ho přelévá. Fluidum jako látka zmizelo s objevem elektronu, ale znaménka plus a mínus a zachování náboje zůstaly navždy.
| Označení | fluid · electric fire · míra Fr |
| Jak se odhadovalo | podle délky jiskry, síly rány, rozevření lístků elektroskopu |
| Co se předpokládalo | jedna nevážitelná tekutina · nadbytek — plus, nedostatek — mínus · zachovává se |
| Zavedení a opuštění | dvě fluida Du Faye, 1733 · jedno fluidum Franklinovo, 1747 · Thomsonův elektron, 1897 |
| Dnešní zápis | náboj Q, coulomby · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C přesně |
| Typické hodnoty | 15 µC — leidenská láhev · 15 C — blesk · 1 Fr = 2,08·10⁹ elektronů |
01 · Definice
Plus — nadbytek, mínus — nedostatek
Potřete skleněnou tyčinku hedvábím. Podle Franklina fluidum přeteklo z hedvábí do skla: sklo získalo nadbytek, plus, hedvábí nedostatek, mínus. O kolik přibylo v jednom tělese, o tolik ubylo v druhém. Součet se nemění.
Znaménko Franklin zvolil náhodně, a nešťastně: v drátech ve skutečnosti běží elektrony a ty nesou mínus. Proto proud podle učebnice teče od plusu k mínusu a elektrony proti němu. Ale hlavní pravidlo fluida platí: náboj se zachovává v každém pokusu.
Kolik přeteklo
Dvě nádoby — sklo a hedvábí, čárkovaná čára je normální hladina fluida. Posuvník ukazuje, kolikrát jsme hedvábím přejeli po skle. Modrá nad čárkovanou čarou je nadbytek, plus. Červená pod čárkovanou čarou je nedostatek, mínus. Pruh dole je součet nábojů, vždy je na nule. Pod nádobami — jak se to píše dnes: elektrony přešly ze skla na hedvábí.
Napumpovat láhev a dočkat se jiskry
Hlavní akcí je tlačítko „Točit strojem“. Vlevo se skleněná koule tře o polštářek a modré kapky fluida běží drátem na vnitřní obal láhve. Čím víc fluida, tím vyšší napětí. Vpravo je jiskřiště: dvě mosazné kuličky, mezeru nastavuje posuvník. Když napětí dorůstá k průrazu vzduchu, asi 3 kV na milimetr, přeskočí žlutá jiskra a láhev se vyprázdní. Obrazovka vpravo zapisuje napětí v čase. Čas je skutečný.
—
02 · Převod
| {n} | {v} | {note} |
Franklin je náboj, který odpuzuje stejný náboj na vzdálenost 1 cm silou 1 dyn. To je 3,335 64·10⁻¹⁰ C, asi dvě miliardy elektronů. Jednotka byla pojmenována po Franklinovi v roce 1941.
Ampérhodina je náboj, který projde za hodinu při proudu 1 A: 3600 C. Akumulátor telefonu s 4000 mA·h uchová 14 400 C — téměř tisíc blesků co do náboje, ale při napětí jen 4 V.
03 · Řády veličin
04 · Měřicí přístroje
05 · Pravidla zápisu
06 · Sousední jednotky
07 · Historický oddíl
Fluidum se měřilo tím, co bylo po ruce: délkou jiskry, silou rány, počtem lahví v baterii. Coulomb v roce 1785 poprvé podal zákon síly a náboj se stal veličinou s jednotkou. V soustavě CGS se jednotkou stal franklin, v SI coulomb, přes ampér a sekundu.
Od roku 2019 se vše sešlo na „kapce fluida“: elementární náboj e je stanoven přesně, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Coulomb je přibližně 6 241 509 074 460 762 607,776 elementárních nábojů a dál lze číslice počítat, jak dlouho chcete. Fluidum se ukázalo zrnité.
Katalog veličin
celý rejstřík →Sedm základních jednotek SI
Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.
Otevřít rejstřík →