ของไหลไฟฟ้า
เลย์เดน ปี 1746 ปีเตอร์ ฟัน มุสเชินบรูก ประจุน้ำในขวดจากเครื่องไฟฟ้า แล้วจับขวดกับสายไฟ ก็ถูกช็อกรุนแรงจนเขียนว่า ต่อให้ได้ราชอาณาจักรฝรั่งเศสทั้งประเทศ ก็จะไม่ยอมทำอีกเป็นครั้งที่สอง ปรากฏว่าไฟฟ้าสะสมไว้ในขวดได้ เหมือนของเหลว
แฟรงคลินที่ฟิลาเดลเฟียอธิบายเรื่องนี้ด้วยของไหลเพียงชนิดเดียว มันมีอยู่ในวัตถุทุกชนิด วัตถุที่มีมากกว่าปกติมีประจุบวก ที่มีน้อยกว่าปกติมีประจุลบ การเสียดสีไม่ได้สร้างของไหล เพียงแต่ย้ายมันไปมา ของไหลในฐานะสสารหายไปพร้อมกับการค้นพบอิเล็กตรอน แต่เครื่องหมายบวกกับลบและการคงตัวของประจุยังอยู่ตลอดไป
| สัญลักษณ์ | fluid · electric fire · เกณฑ์วัด Fr |
| ประเมินกันอย่างไร | จากความยาวของประกายไฟ แรงของการช็อก การกางของแผ่นทองในอิเล็กโทรสโคป |
| สมมติฐานในตอนนั้น | ของเหลวไร้น้ำหนักหนึ่งชนิด · ส่วนเกินคือบวก ส่วนขาดคือลบ · คงตัว |
| การนำมาใช้และการเลิกใช้ | ของไหลสองชนิดของดูเฟ ปี 1733 · ของไหลหนึ่งชนิดของแฟรงคลิน ปี 1747 · อิเล็กตรอนของทอมสัน ปี 1897 |
| การเขียนปัจจุบัน | ประจุ Q หน่วยคูลอมบ์ · e = 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C พอดี |
| ค่าทั่วไป | 15 µC — ขวดเลย์เดน · 15 C — ฟ้าผ่า · 1 Fr = 2.08·10⁹ อิเล็กตรอน |
01 · นิยาม
บวกคือส่วนเกิน ลบคือส่วนขาด
ลองถูแท่งแก้วด้วยผ้าไหม ตามแฟรงคลิน ของไหลไหลจากผ้าไหมเข้าสู่แก้ว แก้วได้ส่วนเกินจึงเป็นบวก ผ้าไหมขาดจึงเป็นลบ วัตถุหนึ่งเพิ่มขึ้นเท่าใด อีกวัตถุหนึ่งก็ลดลงเท่านั้น ผลรวมไม่เปลี่ยน
แฟรงคลินเลือกเครื่องหมายแบบสุ่ม และเลือกพลาดด้วย ในสายไฟสิ่งที่วิ่งจริง ๆ คืออิเล็กตรอน และมันมีเครื่องหมายลบ ตำราจึงให้กระแสไหลจากบวกไปลบ ส่วนอิเล็กตรอนไปทางตรงข้าม แต่กฎข้อสำคัญของของไหลถูกต้อง คือประจุคงตัวในการทดลองทุกครั้ง
ไหลไปเท่าใด
ภาชนะสองใบคือแก้วกับผ้าไหม เส้นประคือระดับปกติของของไหล แถบเลื่อนคือจำนวนครั้งที่ถูผ้าไหมบนแก้ว สีน้ำเงินเหนือเส้นประคือส่วนเกิน เป็นบวก สีแดงใต้เส้นประคือส่วนขาด เป็นลบ แถบด้านล่างคือผลรวมของประจุ ซึ่งเป็นศูนย์เสมอ ใต้ภาชนะคือวิธีเขียนในปัจจุบัน อิเล็กตรอนย้ายจากแก้วไปผ้าไหม
อัดขวดแล้วรอประกายไฟ
ปุ่มหลักคือ “หมุนเครื่อง” ทางซ้าย ทรงกลมแก้วเสียดสีกับเบาะ หยดของไหลสีน้ำเงินวิ่งไปตามสายเข้าสู่ผิวหุ้มด้านในของขวด ของไหลยิ่งมาก แรงดันยิ่งสูง ทางขวาคือช่องว่างประกายไฟ ลูกทองเหลืองสองลูก แถบเลื่อนกำหนดระยะห่าง เมื่อแรงดันสูงถึงจุดที่อากาศพังทลาย ราว 3 kV ต่อมิลลิเมตร ประกายไฟสีเหลืองจะพุ่งออกมาและขวดก็ว่างเปล่า จอทางขวาบันทึกแรงดันตามเวลา เวลาเป็นเวลาจริง
—
02 · การแปลงหน่วย
| {n} | {v} | {note} |
แฟรงคลินคือประจุที่ผลักประจุเท่ากันที่ระยะ 1 cm ด้วยแรง 1 ไดน์ นั่นคือ 3.335 64·10⁻¹⁰ C ราวสองพันล้านอิเล็กตรอน หน่วยนี้ตั้งชื่อตามแฟรงคลินในปี 1941
แอมแปร์-ชั่วโมงคือประจุที่ผ่านไปในหนึ่งชั่วโมงเมื่อกระแส 1 A: 3600 C แบตเตอรี่โทรศัพท์ 4000 mA·h เก็บ 14 400 C เกือบพันครั้งของฟ้าผ่าในแง่ประจุ แต่ที่แรงดันเพียง 4 V
03 · อันดับของขนาด
04 · เครื่องมือวัด
05 · กฎการเขียน
06 · หน่วยข้างเคียง
07 · ภาคประวัติ
ผู้คนวัดของไหลด้วยสิ่งที่มีอยู่ในมือ ความยาวประกายไฟ แรงช็อก จำนวนขวดในแบตเตอรี่ ปี 1785 คูลอมบ์ให้กฎของแรงเป็นครั้งแรก ประจุจึงกลายเป็นปริมาณที่มีหน่วย ในระบบ CGS หน่วยคือแฟรงคลิน ในระบบ SI คือคูลอมบ์ ผ่านแอมแปร์และวินาที
ตั้งแต่ปี 2019 ทุกอย่างลงตัวที่ “หยดของไหล” ประจุมูลฐาน e ถูกกำหนดแน่นอนที่ 1.602 176 634·10⁻¹⁹ C หนึ่งคูลอมบ์คือประจุมูลฐานราว 6 241 509 074 460 762 607.776 ตัว และตัวเลขหลังจากนั้นนับต่อไปได้เท่าที่ต้องการ ของไหลกลับเป็นเม็ดเล็ก ๆ
สารบัญปริมาณ
ดัชนีทั้งหมด →หน่วยฐาน SI ทั้งเจ็ด
กรดหยดเดียวเปลี่ยนสีน้ำผลไม้ เกลือย้อมสีเปลวไฟ น้ำแข็งตัวเมื่อถูกเคาะ ข้างใต้คือทุกหน้าของ Simetrium เรียงตามสาขาและตามลำดับอักษร
เปิดดัชนี →