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Elektrische Ladungen

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Elektrische Ladungen sind eine grundlegende Eigenschaft der Materie, die für elektrische und magnetische Wechselwirkungen verantwortlich ist. Es gibt zwei Arten von Ladungen, positive und negative, die sich je nach Vorzeichen gegenseitig anziehen oder abstoßen können. Alltagsmaterie besteht aus geladenen Teilchen wie Protonen und Elektronen, deren Verteilung viele physikalische und chemische Phänomene bestimmt.

Das Vorhandensein elektrischer Ladung verändert den umgebenden Raum und erzeugt elektrische Felder, die Kräfte auf andere Ladungen ausüben können. Wenn sich Ladungen bewegen, erzeugen sie auch magnetische Effekte und bilden die Grundlage des Elektromagnetismus. Die Übertragung und Zirkulation von Ladungen ist auch der Ursprung des elektrischen Stroms, der in technischen Systemen verwendet wird.

Elektrische Ladungen sind an Prozessen beteiligt, die von der Struktur von Atomen und chemischen Bindungen bis zum Betrieb elektronischer Geräte, biologischer Systeme und atmosphärischen Phänomenen wie Blitzen reichen. Sein Verhalten ist einer der Grundpfeiler der modernen Physik.

>Modell

ID:(822, 'ky')


Elektronenladung

Beschreibung

Das Elektron wurde von J.J. entdeckt. Thomson [1,2], der seinen Anzahl der Elektronen ($n_e$) bestimmte, der $1.6×10^{19}C$ entspricht.

Messung der Ladung des Elektrons von J.J. Thomson



Daher kann Ladung aller Elektronen ($Q_e$) aus Elektronenladung ($e$) dividiert durch Anzahl der Elektronen ($n_e$) ermittelt werden, was zu Folgendem führt:

$n_e =\displaystyle\frac{ Q_e }{ e }$

$n_e$
Anzahl der Elektronen
$-$
$Q_e$
Ladung aller Elektronen
$C$





[1] Cathode Rays, J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897

[2] Über die Ladung der Elektrizität, die von den von Röntgenstrahlen erzeugten Ionen getragen wird, J.J. Thomson, Philosophical Magazine, 1897

ID:(3211, 'gm')


Ionenladung

Beschreibung

Svante Arrhenius postulierte in seiner Doktorarbeit [1], dass es Teilchen mit mehreren Elektronenladungen gibt, sogenannte Ionen.



Daher hängt seine Anzahl von Ladung aller Ionen einer Art k ($Q_{i,k}$) und dem Vielfachen von Elektronenladung ($e$) ab. Somit wird Anzahl der k-Typ-Ionen ($n_{i,k}$) aus Ladung aller Ionen einer Art k ($Q_{i,k}$) berechnet, dividiert durch die Ladung jedes Ions, also Elektronenladung ($e$), multipliziert mit Wertigkeit des k-Ions ($z_k$):

$n_{i,k} =\displaystyle\frac{ Q_{i,k} }{ z_k e }$

$n_{i,k}$
Anzahl der k-Typ-Ionen
$-$
$z$
Wertigkeit
$-$
$Q_i$
Ladung der Ionen i
$C$





[1] Recherches sur la Conductibilité galvanique des électrolytes (Forschung über die galvanische Leitfähigkeit von Elektrolyten), Svante Arrhenius, Doktorarbeit, 1884

ID:(15774, 'gm')


Gesamtladung

Beschreibung

Ladung ($Q$) kann durch Addition von Anzahl der Elektronen ($n_e$) multipliziert mit Elektronenladung ($e$) und der Summe von Anzahl der k-Typ-Ionen ($n_{i,k}$) multipliziert mit Wertigkeit ($z$) berechnet werden, wenn diese Zahl mit Elektronenladung ($e$) multipliziert wird:

$Q = n_e \cdot e + \displaystyle\sum_k n_{i,k} \cdot z_k \cdot e$

$n_e$
Anzahl der Elektronen
$-$
$n_{i,k}$
Anzahl der k-Typ-Ionen
$-$
$z$
Wertigkeit
$-$
$Q$
Ladung
$C$



Da sich die gegensätzlichen Ladungen gegenseitig ausgleichen, ist es nicht möglich, die Gesamtzahl der Ladungen zu bestimmen und auch nicht, wie viele davon positiv oder negativ sind.

ID:(15775, 'gm')


Elektrische Ladungen

Beschreibung

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$n_e$
n_e
Anzahl der Elektronen
-
$n_{i,k}$
n_ik
Anzahl der k-Typ-Ionen
-
$z$
z
Wertigkeit
-
$Q$
Q
Ladung
C
$Q_e$
Q_e
Ladung aller Elektronen
C
$Q_i$
Q_i
Ladung der Ionen i
C

ID:(822, 0)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile