Veľkosť písmen

Malé fluid je znak listu, nie jednotka. Množstvo fluida sa neskôr merialo franklinmi, Fr, čo je statcoulomb.

Nezamieňať

Fr je franklin, jednotka náboja v CGS. F je farad, kapacita. Fr nemá s frankom nič spoločné.

Na doske sa otáča sklenená guľa stroja a modré kvapky fluida bežia po drôte do leydenskej fľaše. Vo vnútri fľaše hladina fluida stúpa, vonkajšia elektróda ostáva v nedostatku. Značka dole dosiahne 15 kV — a medzi guľôčkami preskočí žltá iskra dlhá asi 5 mm. Fľaša sa vyprázdni a všetko sa začne odznova.

List veličiny · zastaraná · množstvo elektriny

Elektrické fluidum

Zastaraná veličina · miera — franklin, Fr · dnes náboj v coulomboch

Leiden, rok 1746. Pieter van Musschenbroek nabije vodu vo fľaši z elektrického stroja, chytí fľašu aj drôt — a dostane ranu takej sily, že napíše: druhýkrát by to nepodstúpil ani za celé francúzske kráľovstvo. Elektrinu teda možno zhromaždiť vo fľaši ako tekutinu.

Franklin vo Filadelfii to vysvetlil jedným fluidom. Je vo všetkých telesách. Teleso, v ktorom je ho viac ako normálne, je nabité kladne, kde je ho menej — záporne. Trenie fluidum nevytvára, len ho prelieva. Fluidum ako látka zmizlo s objavom elektrónu, ale znamienka plus a mínus a zachovanie náboja zostali navždy.

Označenie	fluid · electric fire · miera Fr
Ako sa odhadovalo	podľa dĺžky iskry, sily rany, rozchodu lístkov elektroskopu
Čo sa predpokladalo	jedna nevážiteľná tekutina · nadbytok — plus, nedostatok — mínus · zachováva sa
Zavedenie a opustenie	dve fluidá Du Faya, 1733 · jedno fluidum Franklinovo, 1747 · Thomsonov elektrón, 1897
Dnešný zápis	náboj Q, coulomby · e = 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C presne
Typické hodnoty	15 µC — leydenská fľaša · 15 C — blesk · 1 Fr = 2,08·10⁹ elektrónov

K prevodu K leydenskej fľaši

01 · Definícia

Plus — nadbytok, mínus — nedostatok

Pošúchajte sklenenú tyčinku hodvábom. Podľa Franklina fluidum pretieklo z hodvábu do skla: sklo získalo nadbytok, plus, hodváb nedostatok, mínus. O koľko pribudlo v jednom telese, o toľko ubudlo v druhom. Súčet sa nemení.

Znamienko Franklin zvolil náhodne, a nešťastne: v drôtoch v skutočnosti bežia elektróny a tie nesú mínus. Preto prúd podľa učebnice tečie od plusu k mínusu a elektróny oproti nemu. Ale hlavné pravidlo fluida platí: náboj sa zachováva v každom pokuse.

Q — náboj, C · C — kapacita, F · U — napätie, V · W — energia, J · e — elementárny náboj · 1 Fr = 1 statC = 3,335 64·10⁻¹⁰ C

Interaktívne · sklo a hodváb

Koľko pretieklo

Dve nádoby — sklo a hodváb, bodkovaná čiara je normálna hladina fluida. Posuvník ukazuje, koľkokrát sme hodvábom prešli po skle. Modrá nad bodkovanou čiarou je nadbytok, plus. Červená pod bodkovanou čiarou je nedostatok, mínus. Pruh dole je súčet nábojov, vždy je na nule. Pod nádobami — ako sa to píše dnes: elektróny prešli zo skla na hodváb.

vľavo: sklo · vpravo: hodvábnáboj v nanocoulomboch · súčet — 0

Počet pošúchaní

Na skle

Odišlo elektrónov

zo skla na hodváb

Súčet

0 nC

náboj sa zachováva

Interaktívne · stroj, leydenská fľaša a iskra

Napumpovať fľašu a dočkať sa iskry

Hlavnou akciou je tlačidlo „Točiť strojom“. Vľavo sa sklenená guľa trie o vankúšik a modré kvapky fluida bežia drôtom na vnútornú elektródu fľaše. Čím viac fluida, tým vyššie napätie. Vpravo je iskrisko: dve mosadzné guľôčky, medzeru nastavuje posuvník. Keď napätie dorastie k prierazu vzduchu, asi 3 kV na milimeter, preskočí žltá iskra a fľaša sa vyprázdni. Obrazovka vpravo zapisuje napätie v čase. Čas je skutočný.

vľavo: denník — náboj, napätie, energiavpravo: napätie fľaše v čase, iskry

Hlavná akcia

Medzera iskriska5,0 mm

Väčšia medzera — vyššie prierazné napätie, dlhšie čakanie a jasnejšia iskra. Energia rastie ako druhá mocnina napätia.

Fľaše

Batéria z deviatich fliaš nahromadí deväťkrát viac pri rovnakom napätí. Slovo „batéria“ pre zväzok fliaš zaviedol Franklin.

Fluidum vo fľaši

—

—

Napätie

—

—

Energia vo fľaši

—

—

Iskier

—

—

02 · Prevod

V coulomboch

Franklin je náboj, ktorý odpudzuje rovnaký náboj na vzdialenosť 1 cm silou 1 dyn. To je 3,335 64·10⁻¹⁰ C, asi dve miliardy elektrónov. Jednotka bola pomenovaná po Franklinovi v roku 1941.

Ampérhodina je náboj, ktorý prejde za hodinu pri prúde 1 A: 3600 C. Akumulátor telefónu so 4000 mA·h uchová 14 400 C — takmer tisíc bleskov čo do náboja, ale pri napätí len 4 V.

03 · Rády veličín

Náboj od 10⁻¹⁹ C do 10⁶ C, logaritmická stupnica

04 · Meracie prístroje

elektroskop

Dva zlaté lístky na kovovej tyčke. Súhlasné náboje sa odpudzujú a lístky sa rozchádzajú: čím väčší náboj, tým väčší uhol. Prvý prístroj, ktorý ukazoval „koľko“, a nielen „je, alebo nie je“.

leydenská fľaša

Sklenená fľaša polepená staniolom zvonka aj zvnútra. Prvý kondenzátor: sklo oddeľuje elektródy, na nich sa hromadia opačné náboje. Kapacita pintovej fľaše je asi 1 nF.

iskrisko

Dve guľôčky na izolačných rukoväťach. Podľa dĺžky iskry, ktorú fľaša dávala, sa usudzovalo na jej náboj. Vzduch sa prerazí pri intenzite poľa asi 3 kV na milimeter.

Coulombove torzné váhy

Tenké vlákno sa skrúca, keď sa nabité guľôčky odpudzujú. V roku 1785 Coulomb zistil: sila klesá s druhou mocninou vzdialenosti. Odtiaľ aj franklin — náboj, ktorý dáva silu jedného dynu na vzdialenosť centimetra.

05 · Pravidlá zápisu

Správne

Q = 15 µC — náboj v coulomboch

1 Fr = 3,335 64·10⁻¹⁰ C — franklin, čiže statcoulomb

„elektrické fluidum“ — historický termín XVIII. storočia

prúd od plusu k mínusu — Franklinov dohodnutý smer

Nesprávne

„vo fľaši sa nahromadila tekutina elektriny“ — v modernom texte

Fr a F ako to isté — franklin a farad sú rôzne

„elektróny tečú od plusu k mínusu“ — naopak

15 kV vo fľaši — vo fľaši je náboj, napätie je medzi elektródami

06 · Susedné jednotky

07 · Historický oddiel

papierový šarkan

Metrologická poznámka

Fluidum sa merialo tým, čo bolo po ruke: dĺžkou iskry, silou rany, počtom fliaš v batérii. Coulomb v roku 1785 prvýkrát podal zákon sily a náboj sa stal veličinou s jednotkou. V sústave CGS sa jednotkou stal franklin, v SI coulomb, cez ampér a sekundu.

Od roku 2019 sa všetko zišlo na „kvapke fluida“: elementárny náboj e je stanovený presne, 1,602 176 634·10⁻¹⁹ C. Coulomb je približne 6 241 509 074 460 762 607,776 elementárnych nábojov a ďalej možno číslice počítať, ako dlho chcete. Fluidum sa ukázalo zrnité.

Millikanove kvapky

Katalóg veličín

celý register →

základ · 7 jednotiek

Sedem základných jednotiek SI

Laboratórium pri vstupe do registra

Kvapka kyseliny zmení farbu šťavy, soľ zafarbí plameň, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všetky listy Simetria podľa odborov a abecedne.

Otvoriť register →

08 · Váš jazyk

každý odkaz vedie na skutočnú jazykovú stránku

Čítajte vo svojom jazyku

preložené a skontrolovanéhrubý prekladv poradí