laddningar

Laddningar är en grundläggande egenskap hos materia som ger upphov till elektriska krafter mellan partiklar. Den mest grundläggande typen är elektrisk laddning, som finns hos protoner (+) och elektroner (−). Storleken på en elementarladdning är exakt e ≈ 1,602 × 10⁻¹⁹ coulomb. Laddningar med samma tecken stöter bort varandra medan motsatta laddningar dras till varandra. Totala laddningen i ett slutet system bevaras över tid.

Coulombs lag beskriver hur kraften mellan två punktladdningar är proportionell mot produkten av deras laddningar och omvänt mot kvadraten på avståndet: F ∝ q1 q2 / r². Tecken på laddningarna avgör om kraften är repellerande eller attraktiva.

Neutralitet och joner: atomer i grundtillstånd är elektriskt neutrala eftersom antalet protoner i kärnan lika med antalet elektroner. Ioner bildas när atomer förlorar eller får elektroner, vilket ger positiva eller negativa laddningar. I lösningar och fasta material förekommer rörliga laddningar som möjliggör elektrisk ström.

Laddningens transport: i ledare rör sig elektronerna som laddningsbärare, medan i isolatorer är rörligheten låg. När en spänning tillämpas uppstår en elektrisk ström.

Lagring och tillämpningar: batterier och kondensatorer lagrar och avger laddningar beroende på konstruktion. Laddningar är centrala i elektroniska apparater, energiomvandling och kommunikation. Säkerhet och konstruktion tar hänsyn till risker med plötsliga eller ackumulerade laddningar, inklusive möjlig gnista vid hög laddning.