Ηλεκτρικό ρευστό
Λέιντεν, έτος 1746. Ο Πίτερ βαν Μάσενμπρουκ φορτίζει νερό σε φιάλη από ηλεκτρική μηχανή, πιάνει τη φιάλη και το σύρμα — και δέχεται τόσο δυνατό χτύπημα, που γράφει: δεύτερη φορά δεν θα δεχόταν ούτε για ολόκληρο το βασίλειο της Γαλλίας. Ο ηλεκτρισμός, λοιπόν, μπορεί να συσσωρευτεί σε ένα δοχείο, όπως ένα υγρό.
Ο Φραγκλίνος στη Φιλαδέλφεια το εξήγησε με ένα μόνο ρευστό. Υπάρχει σε όλα τα σώματα. Το σώμα όπου είναι περισσότερο από το κανονικό είναι φορτισμένο θετικά, όπου είναι λιγότερο, αρνητικά. Η τριβή δεν δημιουργεί ρευστό, απλώς το μεταγγίζει. Το ρευστό ως ουσία χάθηκε με την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου, αλλά τα πρόσημα συν και πλην και η διατήρηση του φορτίου έμειναν για πάντα.
| Σύμβολο | fluid · electric fire · μέτρο Fr |
| Πώς εκτιμούσαν | από το μήκος του σπινθήρα, τη δύναμη του χτυπήματος, το άνοιγμα των φύλλων του ηλεκτροσκοπίου |
| Τι υποθέταν | ένα αβαρές υγρό · περίσσεια — συν, έλλειμμα — πλην · διατηρείται |
| Εισαγωγή και εγκατάλειψη | δύο ρευστά του Ντιφέ, 1733 · ένα ρευστό του Φραγκλίνου, 1747 · ηλεκτρόνιο του Τόμσον, 1897 |
| Σημερινή γραφή | φορτίο Q, κουλόμπ · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C ακριβώς |
| Τυπικές τιμές | 15 µC — λουγδουνική λάγηνος · 15 C — κεραυνός · 1 Fr = 2,08·10⁹ ηλεκτρόνια |
01 · Ορισμός
Συν — περίσσεια, πλην — έλλειμμα
Τρίψτε μια γυάλινη ράβδο με μετάξι. Κατά τον Φραγκλίνο, το ρευστό μεταφέρθηκε από το μετάξι στο γυαλί: το γυαλί απέκτησε περίσσεια, συν, το μετάξι έλλειμμα, πλην. Όσο προστέθηκε στο ένα σώμα, τόσο λιγόστεψε στο άλλο. Το άθροισμα δεν αλλάζει.
Το πρόσημο ο Φραγκλίνος το διάλεξε στην τύχη, και άτυχα: στα σύρματα στην πραγματικότητα τρέχουν ηλεκτρόνια, και αυτά φέρουν πλην. Γι' αυτό το ρεύμα κατά το σχολικό βιβλίο ρέει από το συν στο πλην, ενώ τα ηλεκτρόνια αντίθετα. Αλλά ο βασικός κανόνας του ρευστού ισχύει: το φορτίο διατηρείται σε κάθε πείραμα.
Πόσο μεταφέρθηκε
Δύο δοχεία — γυαλί και μετάξι, η διακεκομμένη γραμμή είναι η κανονική στάθμη του ρευστού. Ο δρομέας δείχνει πόσες φορές περάσαμε το μετάξι πάνω στο γυαλί. Το μπλε πάνω από τη διακεκομμένη είναι περίσσεια, συν. Το κόκκινο κάτω από τη διακεκομμένη είναι έλλειμμα, πλην. Η λωρίδα κάτω είναι το άθροισμα των φορτίων, πάντα στο μηδέν. Κάτω από τα δοχεία — πώς γράφεται σήμερα: ηλεκτρόνια πέρασαν από το γυαλί στο μετάξι.
Γεμίστε τη λάγηνο και περιμένετε τον σπινθήρα
Η κύρια ενέργεια είναι το κουμπί «Γύρισε τη μηχανή». Αριστερά η γυάλινη σφαίρα τρίβεται στο μαξιλαράκι και μπλε σταγόνες ρευστού τρέχουν στο σύρμα προς τον εσωτερικό οπλισμό της λαγήνου. Όσο περισσότερο ρευστό, τόσο μεγαλύτερη η τάση. Δεξιά βρίσκεται ο σπινθηριστής: δύο ορειχάλκινες σφαιρίδες, το διάκενο το ορίζει ο δρομέας. Όταν η τάση φτάσει στη διάσπαση του αέρα, περίπου 3 kV ανά χιλιοστό, πηδά ένας κίτρινος σπινθήρας και η λάγηνος αδειάζει. Η οθόνη δεξιά καταγράφει την τάση σε συνάρτηση με τον χρόνο. Ο χρόνος είναι πραγματικός.
—
02 · Μετατροπή
| {n} | {v} | {note} |
Φράνκλιν είναι το φορτίο που απωθεί ίσο φορτίο σε απόσταση 1 cm με δύναμη 1 δύνης. Αυτό είναι 3,335 64·10⁻¹⁰ C, περίπου δύο δισεκατομμύρια ηλεκτρόνια. Η μονάδα πήρε το όνομα του Φραγκλίνου το 1941.
Η αμπερώρα είναι το φορτίο που περνά σε μία ώρα με ρεύμα 1 A: 3600 C. Η μπαταρία ενός τηλεφώνου των 4000 mA·h αποθηκεύει 14 400 C — σχεδόν χίλιους κεραυνούς ως προς το φορτίο, αλλά σε τάση μόλις 4 V.
03 · Τάξεις μεγέθους
04 · Όργανα μέτρησης
05 · Κανόνες γραφής
06 · Γειτονικές μονάδες
07 · Ιστορικό μέρος
Το ρευστό το μετρούσαν με ό,τι υπήρχε πρόχειρο: το μήκος του σπινθήρα, τη δύναμη του χτυπήματος, τον αριθμό των λαγήνων στη συστοιχία. Ο Κουλόμπ το 1785 έδωσε για πρώτη φορά τον νόμο της δύναμης και το φορτίο έγινε μέγεθος με μονάδα. Στο σύστημα CGS μονάδα έγινε το φράνκλιν, στο SI το κουλόμπ, μέσω του αμπέρ και του δευτερολέπτου.
Από το 2019 όλα συγκλίνουν στη «σταγόνα ρευστού»: το στοιχειώδες φορτίο e έχει καθοριστεί ακριβώς, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Ένα κουλόμπ είναι περίπου 6 241 509 074 460 762 607,776 στοιχειώδη φορτία, και τα ψηφία μπορούν να μετρηθούν όσο θέλει κανείς. Το ρευστό αποδείχθηκε κοκκώδες.
Κατάλογος μεγεθών
όλο το ευρετήριο →Οι επτά θεμελιώδεις μονάδες του SI
Μια σταγόνα οξέος αλλάζει το χρώμα του χυμού, το αλάτι χρωματίζει τη φλόγα, το νερό παγώνει με ένα χτύπημα. Από κάτω, όλα τα φύλλα του Simetrium κατά επιστήμη και αλφαβητικά.
Άνοιγμα ευρετηρίου →