ค่าธรรมเนียมคืออะไร

ฉันเป็นนักเรียนมัธยมปลาย ฉันรักคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมาฉันคิดว่าจะสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของตัวเอง แต่น่าเสียดายที่ฉันไม่มีความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์มากนัก ดังนั้นฉันตัดสินใจที่จะเรียนรู้ หลังจาก Googling ที่นี่และที่นั่นฉันเจอข้อมูลจำนวนมาก ไม่มีสิ่งใดนอกจากสิ่งหนึ่งที่ทำให้กลัวและข่มขู่ฉันคือสิ่งที่คำว่าChargeหมายถึงอะไร ไม่มีหนังสือเล่มใดที่บอกความหมาย บางคนบอกว่ามันเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของเรื่องและเป็นเพียงแค่และไม่ได้กำหนดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ ในขณะที่บางคนไม่สนใจที่จะบอกเกี่ยวกับมัน บนWikipediaมันถูกกำหนดเป็น:

ประจุไฟฟ้าคือสมบัติทางกายภาพของสสารที่ทำให้เกิดแรงเมื่อใกล้กับสสารที่มีประจุไฟฟ้าอื่น ๆ

คำจำกัดความค่อนข้างยากและสับสน ในทำนองเดียวกันจากบทเรียนเกี่ยวกับ All About Circuitsเว็บไซต์ฉันมีความหมายและความเข้าใจที่แตกต่างกัน

จากหนังสือฉันรู้ว่าเรายังไม่รู้เรื่องการกล่าวหามากนักแม้แต่นักวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมอย่างเซอร์สตีเฟ่นฮอว์คิงยังไม่รู้จักเรื่องนี้มากนัก ถูกต้องหรือไม่ ถ้าไม่เช่นนั้นทำไมมันถูกเขียนในหนังสือ (ฉันหมายถึงที่นี่หนังสือไม่ใช่หนังสือ) คำจำกัดความที่ถูกต้องคืออะไร ทำไมส่วนใหญ่ของหนังสือไม่ได้กำหนดสิ่งที่มีค่าใช้จ่ายถูก / มีอะไรบ้าง

เช่นเดียวกับอาลีกล่าวว่าค่าใช้จ่ายเป็นคุณสมบัติ (หรือลักษณะหรือคุณสมบัติ) ของอนุภาค อนุภาคอาจเป็นอะตอมหรืออาจเป็นเพียงส่วนหนึ่งของอะตอมเช่นอิเล็กตรอนหรือโปรตอน

น่าเสียดายที่เราไม่สามารถพูดได้มากนักว่าทำไมอนุภาคถึงมีคุณสมบัตินี้หรือสิ่งที่ทำให้คุณสมบัตินี้มีอยู่จริง เราสามารถอธิบายบางสิ่งบางอย่างเราสังเกตเกี่ยวกับอสังหาริมทรัพย์นี้ที่เราเรียกว่าค่าใช้จ่าย

• การเรียกเก็บเงินมีสองประเภทซึ่งเราระบุว่า "บวก" และ "ลบ" โดยพลการ

• ประจุบวกขับไล่กันและกันด้วยแรงที่เราสามารถวัดประจุลบขับไล่กันในทำนองเดียวกันและประจุตรงข้ามดึงดูดกันและกัน

• เราพบว่ามีส่วนประกอบของอะตอมที่เรียกว่า "โปรตอน" และ "อิเล็กตรอน" ที่มีประจุบวกและลบอยู่เสมอตามลำดับ

• อนุรักษ์ค่าใช้จ่าย นั่นหมายความว่าในการทดลองทุกครั้งที่เราลองใช้ความแตกต่างระหว่างปริมาณประจุบวกและประจุลบในระบบปิดจะเหมือนกันในตอนท้ายของการทดลองเหมือนตอนต้นการทดลองและเราเชื่อว่านี่คือ ความจริงของระบบปิดทั้งหมดในจักรวาล

แม้ว่าเราจะไม่ทราบว่าค่าใช้จ่ายหรือที่มันเดิมมาจากคำอธิบายของสิ่งที่มันไม่เป็นพอสำหรับเราที่จะคาดการณ์จำนวนมากสิ่งที่มีประโยชน์และทำให้จำนวนมากเครื่องมือที่มีประโยชน์เช่นวิทยุและคอมพิวเตอร์

เพื่อให้ง่ายขึ้นในตอนนี้ (เมื่อคุณได้เรียนวิชาฟิสิกส์ในวิทยาลัยจะมีการขยายตัว) ค่าใช้จ่ายก็คืออิเล็กตรอนที่ซ้อนกันหรือขาดอิเลคตรอนซึ่งคุณคาดว่าจะมีอยู่ อิเล็กตรอนมีประจุลบและโปรตอนประจุบวก อะตอมปกติมีจำนวนอิเล็กตรอนเท่ากับโปรตอนดังนั้นจึงไม่มีประจุสุทธิ

ในอะตอมบางตัวอิเล็กตรอนชั้นนอกบางตัวจะค่อนข้าง“ หลวม” เมื่อคุณมีอะตอมเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ติดกันเช่นอะตอมทองแดงในลวดทองแดงอิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้สามารถกระโดดไปมาระหว่างอะตอมที่อยู่ติดกัน อย่างไรก็ตามหากพวกเขากระโดดไปไกลเกินไปพวกเขาจะทิ้งประจุบวก (เนื่องจากประจุลบหายไป) ที่พวกเขาออกไปและประจุลบที่พวกมันอยู่ ประจุที่ไม่สมดุลนี้สร้างสนามไฟฟ้าซึ่งคุณสามารถคิดได้ว่าเป็นสนามแรงที่ผลักและดึงอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะถูกดึงไปสู่ประจุบวกและถูกผลักออกไปโดยประจุลบ สนามไฟฟ้านี้จะไม่ปล่อยให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งหนึ่งและซ้อนกันในพื้นที่ของอะตอมไม่กี่อะตอม

แหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเช่นแบตเตอรี่เป็นสิ่งที่สร้างสนามไฟฟ้า หากคุณเชื่อมต่อปลายด้านตรงข้ามของแบตเตอรี่กับปลายด้านตรงข้ามของเส้นลวดทองแดงนี้กับอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ได้ทั้งหมดคุณสามารถรับอิเล็กตรอนทั้งหมดโดยเฉลี่ยเพื่อย้ายจากปลายแรงดันลบของลวดไปยังปลายแรงดันบวก เพื่อรักษาสนามไฟฟ้าที่ใช้กับสายไฟแบตเตอรี่จะสูบอิเล็กตรอนที่ไหลออก + ปลายสายกลับไปยัง - จุดสิ้นสุดของสายซึ่งพวกเขากระโดดระหว่างอะตอมทองแดงอีกครั้งและจบที่ + อีกครั้ง .

การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเรียกว่ากระแสซึ่งมีประจุไหล มันเหมือนกับกระแสในแม่น้ำที่มีโมเลกุลของน้ำไหลอยู่น้อยมาก เนื่องจากค่าใช้จ่ายของอิเล็กตรอนเป็นอย่างมากขนาดเล็กและการใช้งานน้อยในระดับมนุษย์ของเราเราจะใช้หน่วยของค่าใช้จ่ายที่เรียกว่าประจุไฟฟ้า อย่างไรก็ตามคูลอมบ์เป็นเพียงกองปรับเทียบ ในความเป็นจริงมันมีประจุอิเล็กตรอนประมาณ 6.24 x 10 ¹⁸ จริงๆแล้วมันคือ -6.24 x 10 ¹⁸อิเล็กตรอนเนื่องจากเราตัดสินใจโดยพลอิเล็กตรอนมีประจุเป็นลบ

อีกครั้งเพื่อให้ช่วงของตัวเลขดีกว่าในระดับมนุษย์เราวัดกระแสในAmperesซึ่งเป็นประจุไฟฟ้าก้อนเดียวที่ไหลผ่านทุกวินาที ดังนั้นถ้าคุณมี 1 แอมป์ (บางครั้ง "แอมป์" หรือตัวย่ออย่างเป็นทางการ "A") ที่ไหลจากซ้ายไปขวาในสายนั้นมีอิเล็กตรอน 6,240,000,000,000,000,000 ไหลผ่านขวาไปซ้ายต่อวินาทีผ่านจุดใดจุดหนึ่งตามลวดนั้น

ตอนนี้คุณมีความคิดพื้นฐานว่าประจุและกระแสคืออะไรให้ลืมอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ด้วยประจุลบ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เหลือทั้งหมดถูกสร้างขึ้นบน Amp และ Coulombs คิดว่าเป็นหน่วยแนวคิดของปัจจุบันและคิดค่าใช้จ่ายคุณจะใช้จากที่นี่ใน ความจริงที่ว่าสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นกับ (มัก) อยู่บนพื้นฐานของประจุลบที่เกิดขึ้นจริงนั้นไม่เกี่ยวข้องและเพียงแค่เชิญชวนให้เกิดความสับสน

ตอนนี้เรากลับไปที่แบตเตอรี่ที่ทำให้เกิดกระแสในสายของเรา แบตเตอรี่เป็นเพียงปั๊มสำหรับชาร์จ กล่าวอีกนัยหนึ่งก็สามารถทำให้เป็นปัจจุบัน อย่างไรก็ตามมีอีกหนึ่งตัวชี้วัดที่สำคัญที่ต้องพูดถึงที่นี่ซึ่งเป็นวิธีที่แบตเตอรี่สามารถผลักดันได้ยาก แบตเตอรี่หนึ่งก้อนสามารถชาร์จประจุได้ยากกว่าแบตเตอรี่ชนิดอื่นเช่นปั๊มน้ำหนึ่งปั๊มสามารถสร้างแรงดันสูงกว่าแบตเตอรี่อื่นได้ มันคือแรงกดดันที่ทำให้สนามไฟฟ้าที่ทำให้ประจุเคลื่อนที่ซึ่งเป็นกระแส ความดันไฟฟ้านี้เป็นวัดในหน่วยของโวลต์ โวลต์แบตเตอรี่มากขึ้นสามารถทำให้ในปัจจุบันมากขึ้นก็สามารถก่อให้เกิดการไหลผ่านเดียวกันต้านทาน นี่เป็นเหมือนปั๊มน้ำแรงดันสูงที่สามารถไหลผ่านน้ำได้มากขึ้นผ่านหัวฉีดขนาดเดียวกัน

แล้วเราจะเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้ากระแสและความต้านทานได้อย่างไร ในขณะที่คุณอาจเห็นแรงดันไฟฟ้า (ความดัน) มากขึ้นทำให้กระแสมากขึ้น (ไหล) แต่ความต้านทานที่มากขึ้น (หัวฉีดขนาดเล็ก) ทำให้การไหลน้อยลง วิธีใส่คณิตศาสตร์:

  ปัจจุบัน = แรงดันไฟฟ้า / ความต้านทาน

สิ่งนี้ยังให้นิยามของการต่อต้านโดยจัดเรียงสมการนี้ใหม่:

  ความต้านทาน = แรงดัน / กระแส

แนวคิดของความต้านทานขึ้นมาจำนวนมากในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เพื่อให้เรามีหน่วยพิเศษเพียงสำหรับการวัดมันเรียกว่าโอห์ม ในความเป็นจริง Ohm ถูกกำหนดเป็น:

  โอห์ม = โวลต์ / แอมแปร์

เรามีตัวย่อสั้น ๆ สำหรับปริมาณทั้งสามนี้เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดเกี่ยวกับมัน โวลต์ย่อว่า "V", แอมแปร์เป็น "A" และโอห์มด้วยตัวอักษรกรีก "Ω"

สมการนี้เกี่ยวข้องกับความต้านทานแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเป็นหลักสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเรียกว่ากฎของโอห์มหลังจากผู้ชายคนแรกที่ขึ้นมาด้วย

ลองกลับไปที่กฎของโอห์มรูปแบบแรกที่ฉันแสดงซึ่งบอกเราว่าปัจจุบันเราได้รับมากแค่ไหน:

  ในปริมาณทางกายภาพ: ปัจจุบัน = แรงดันไฟฟ้า / ความต้านทาน
  ในหน่วยทั่วไป: แอมป์ = โวลต์ / โอห์มหรือ A = V / Ω

นั่นเป็นเรื่องที่ดีที่ต้องคิดมาก พยายามปิดใจของคุณก่อนที่จะทำอะไรต่อไป ถามคำถามที่นี่เพื่อทำความเข้าใจ เมื่อคุณได้รับสิ่งนี้เราสามารถไปยังสิ่งดีๆทุกชนิด

คำตอบของแลงนั้นยอดเยี่ยม ฉันจะเพิ่มไปที่การเปรียบเทียบอาจช่วยได้

(สำหรับจุดประสงค์ของการเปรียบเทียบเราไม่สนใจทุกอย่างหลังจากนิวตันสัมพัทธภาพทั่วไปและ Higgs Boson นั้นน่าสนใจ

คุณอาจมีความเข้าใจสัญชาตญาณของมวลโดยเฉพาะมวลแรงโน้มถ่วง แต่มันคืออะไร

มวลความโน้มถ่วงเป็นสมบัติของสสารที่ทำให้เกิดแรงโน้มถ่วงที่เรียกว่าแรงโน้มถ่วงเมื่ออยู่ใกล้กับสสารอื่น ปริมาณของอะตอมแต่ละอะตอมมีขนาดเล็กมาก แต่เรามีจำนวนมากและพวกมันสามารถรวมกันเพื่อทำให้มวลมีขนาดใหญ่มากแน่นอน

แม้ว่าอะตอมทั้งหมดจะมีมวลเพียงเล็กน้อย แต่ก็มีบางอย่างมากกว่าอะตอมอื่น ๆ หากคุณมีถุงไฮโดรเจนและกระเป๋าที่มีจำนวนอะตอมเท่ากันในแต่ละอะตอมจะมีมวลมากกว่าอะตอมอื่น

คำอธิบายที่เป็นตัวเลขของวิธีการที่วัตถุขนาดใหญ่ที่มีผลกระทบต่ออีกเรียกว่าสนามแรงโน้มถ่วง ถ้าคุณนึกภาพมวลขนาดใหญ่ - โลกพูด - และลองนึกภาพว่าเป็นก้อนเล็ก ๆ - ลูกปืนเรืองเสียงพูด - แขวนอยู่อย่างน่าอัศจรรย์ ณ จุดหนึ่งเหนือพื้นโลกถ้าคุณปล่อยมันไปอย่างน่าอัศจรรย์มันจะเคลื่อนที่เป็น ทิศทางเฉพาะ - มุ่งสู่ศูนย์กลางของโลก ลองจินตนาการถึงโลกที่ล้อมรอบด้วยสนามของลูกศรเล็ก ๆ ซึ่งชี้ไปในทิศทางที่ลูกปืนตก ความยาวของลูกศรนั้นจะดึงลูกปืนได้ยากเพียงใด: ใกล้กับพื้นผิวโลกมากจนแทบจะผ่านวงโคจรของดวงจันทร์ไม่ได้เลย ลูกศร "สนาม" นั้นเป็นสนามโน้มถ่วงของโลก

ประจุนั้นคล้ายกับมวลความโน้มถ่วง มันเป็นสมบัติพื้นฐานของสสาร เช่นเดียวกับมวลมันเป็นสาเหตุให้วัตถุสองชิ้นสัมผัสกับแรงระหว่างวัตถุทั้งสอง เช่นเดียวกับมวลสสารบางชนิดมีมวลมากกว่าสสารอื่นดังนั้นสสารบางชนิดจึงมีแนวโน้มที่จะก่อประจุมากกว่าตัวอื่น เช่นเดียวกับมวลชนคุณสามารถใช้แหล่งกำเนิดประจุขนาดใหญ่และจินตนาการถึงสนามลูกศรรอบ ๆ มันที่บอกคุณในทิศทางใดและแรงจะมีค่ามากเพียงใดเมื่ออยู่ที่นั่น นั่นเป็นสนามไฟฟ้าสถิต

ถ้าเช่นนั้นประจุและมวลแตกต่างกันอย่างไร ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างประจุกับมวลคือ:

(1) มวลมีเพียงชนิดเดียวเท่านั้นประจุมีสองแบบ มวลทั้งหมดดึงดูดมวลอื่น ๆ ทั้งหมด เช่นเดียวกับค่าใช้จ่ายขับไล่ซึ่งแตกต่างจากค่าใช้จ่ายดึงดูด

(2) กองกำลังประจุมีขนาดใหญ่กว่ากองกำลังแรงโน้มถ่วง ถูลูกโป่งบนเส้นผมของคุณแล้วติดกับเพดาน แรงประจุในบอลลูนนั้นเพียงพอที่จะเอาชนะแรงดึงดูดของวัตถุที่มีขนาดเท่ากับโลก! ระยะทางนั้นเกี่ยวข้องกันบอลลูนของคุณอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของโลกหลายพันเมตรและอยู่ใกล้กับเพดานมาก) แรงระหว่างมวลมีขนาดเล็กอย่างไร้สาระเมื่อเทียบกับแรงระหว่างประจุ

(3) การชาร์จทำได้ง่ายมากเมื่อเทียบกับมวล การเคลื่อนที่ของประจุผ่านตัวนำนั้นเป็นส่วนสำคัญของความเร็วแสง (การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุแต่ละตัวอาจช้าได้คิดว่ามันเหมือนการเปิดก๊อกน้ำที่เชื่อมต่อกับท่อที่ยาวมากซึ่งเต็มไปด้วยน้ำแล้วคลื่นความดันที่พ่นน้ำออกจากปลายธุรกิจของท่อจะเดินทางเร็วกว่าท่อมากกว่า น้ำที่ไหลออกมาจากก๊อกน้ำทำ)

ประจุไฟฟ้าคือสมบัติทางกายภาพของสสารที่ทำให้เกิดแรงเมื่อใกล้กับสสารที่มีประจุไฟฟ้าอื่น ๆ

เสียงเหมือนคำนิยามที่ดีงามสำหรับฉัน ในการอ้างอิง Richard Feynman:

“ เราไม่สามารถนิยามอะไรได้อย่างแม่นยำ! หากเราพยายามเราจะเข้าสู่ความคิดที่เป็นอัมพาตซึ่งมาจากนักปรัชญาผู้ซึ่งนั่งอยู่ตรงข้ามกันคนหนึ่งพูดกับอีกคนหนึ่งว่า 'คุณไม่รู้ว่าคุณกำลังพูดถึงอะไร!' คนที่สองพูดว่า 'คุณหมายถึงอะไรโดยรู้ว่าคุณหมายถึงอะไรโดยการพูดคุย' คุณหมายถึงอะไร? 'และอื่น ๆ

อย่างจริงจังมากขึ้นแม้ว่า; ในฟิสิกส์คลาสสิกมีสองกองกำลังสำคัญ แรงโน้มถ่วงที่คุณอาจคุ้นเคย นี่คือเหตุผลที่ว่าทำไมดวงอาทิตย์โคจรรอบกาแลคซีเหตุผลที่โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และเหตุผลที่คนจีนไม่ตกจากโลก คุณสามารถคำนวณแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุสองชิ้นโดยใช้ ที่คือค่าคงที่และคือมวลของวัตถุทั้งสองและGm1m2rFelec=Cq1q

ดูความสมมาตรที่นั่น! ประจุคือแรงไฟฟ้าสิ่งที่มีต่อแรงโน้มถ่วง! มีบางอย่างเช่นความจริงที่ว่าประจุมีทั้งบวกและลบในขณะที่มวลสามารถบวกได้ แต่ไม่ต้องกังวลตอนนี้

โชคดีกับโครงการของคุณ!

สิ่งหนึ่งที่ daunts และข่มขู่ฉันคือสิ่งที่คำว่าชาร์จหมายถึงอะไร

พื้นหลังเล็กน้อยก่อน ...

ขณะนี้เราเชื่อว่าจากการสังเกตและผลการทดลองจนถึงขณะนี้มีสี่ " การโต้ตอบขั้นพื้นฐาน " และปฏิสัมพันธ์แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นหนึ่งในสี่เหล่านั้น

คืออะไรมีปฏิสัมพันธ์ ? จากบทความ Wikipedia ที่เชื่อมโยง:

พื้นฐานการสื่อสารที่เรียกว่าแรงพื้นฐานหรือกองกำลังโต้ตอบเป็นแบบจำลองในฟิสิกส์พื้นฐานเป็นรูปแบบของความสัมพันธ์ในระบบทางกายภาพการพัฒนาในช่วงเวลาที่ปรากฏไม่ให้ออกซิเจนความสัมพันธ์ระหว่างหน่วยงานขั้นพื้นฐานมากขึ้น

ลองนึกภาพว่าคุณสังเกตว่าวัตถุสองชิ้นดึงดูดหรือผลักกัน แต่วัตถุดังกล่าวไม่ได้ดึงดูดหรือขับไล่วัตถุอื่น ในความพยายามที่จะอธิบายหรือสร้างแบบจำลองนี้คุณอาจตั้งสมมติฐานว่าวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์ทั้งสองมีคุณสมบัติที่วัตถุอื่นไม่มี คุณอาจเรียกเก็บค่าธรรมเนียมนี้ คุณอาจตั้งสมมติฐานเพิ่มเติมหลังจากการสังเกตเพิ่มเติมว่ามีสองประเภทและ "การเรียกเก็บเงินตรงข้ามดึงดูด" และ "ชอบเรียกเก็บค่าธรรมเนียม"

ในบางกรณีการทำงานร่วมกันอาจจะอธิบายได้โดยปรากฏการณ์ที่รู้จักกันอื่น ๆ หรือมันอาจจะเป็นที่เราตรวจสอบการทำงานร่วมกันก็คือ - มันเป็นที่กำหนดและดีที่สุดที่เราสามารถทำได้คือรูปแบบการทำงานร่วมกันโดยไม่ต้องไปอธิบายในแง่ของสิ่งที่ ' พื้นฐานมากขึ้น '

นี่คือสิ่งที่เราทำกับประจุไฟฟ้าและปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า เราสังเกตมันและพยายามสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และใช้ความคิดเช่นประจุไฟฟ้าและสนามไฟฟ้าเป็นต้น

ในบางจุดที่เราอาจค้นพบอีกขั้นพื้นฐานมากขึ้น 'ชั้น' กับความเป็นจริงและสามารถที่จะตอบคำถามที่ว่า "สิ่งที่เป็นค่าใช้จ่ายไฟฟ้า?" ในแง่เหล่านั้น

ยกตัวอย่างเช่นนักทฤษฎีบางคนจินตนาการว่าประจุไฟฟ้าเป็นโหมดการสั่นสะเทือนของเอนทิตี 1D พื้นฐาน - supersymmetric superstring - ว่า 'ชีวิต' ใน 10 หรือ 11 มิติซึ่ง 3 เป็นมิติเชิงพื้นที่ของเรา

แต่สิ่งนี้นำไปสู่คำถามเท่านั้น "แต่อะไรคือสิ่งพื้นฐานที่มากกว่านี้" อะไรคือ superstring เม?

ณ จุดนี้มันเป็นเรื่องที่ดีที่สุดที่จะไม่น่าแปลกใจว่าสิ่งที่ค่าใช้จ่ายไฟฟ้าเป็นแต่ค่อนข้างที่จะแปลกใจว่ามันทำงานอย่างไรเช่นกฎหมายของ Coulomb

นอกจากนี้หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานได้จริงคุณจะต้องมุ่งเน้นไปที่ทฤษฎีวงจรที่เกี่ยวข้องกับแรงดันและกระแสไฟฟ้ามากกว่าประจุไฟฟ้า

ฉันคิดว่ามันมีประโยชน์ที่จะคิดว่ามีประจุอะไรบางอย่างตามแนวของ "อิเล็กตรอนหนึ่งตัวเท่ากับประจุหนึ่งชิ้น" ฉันไม่คิดว่าแนวคิดอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากจะตรงกับแนวคิดของวัตถุทางกายภาพเช่นนี้

หากประจุเป็นสิ่งสิ่งนั้น 'แรงดันไฟฟ้า' จะอธิบายปริมาณของพลังงานที่เกี่ยวข้องกับประจุพิเศษ (อาจคล้ายคลึงกับวัตถุบางชนิดที่อาจร้อนหรือเย็น) และ 'กระแสไฟฟ้า' คือปริมาณประจุที่ไหลผ่านลวดในลวดที่กำหนด เวลา. แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเป็นสัดส่วนกับปริมาณของประจุที่เก็บไว้บนแผ่นของมันโดยที่ค่าคงที่สัดส่วนคือขนาดของตัวเก็บประจุ และอื่น ๆ

มันเรียบง่ายอย่างมหาศาล แต่คุณอาจพบว่ามันเป็นแบบจำลองทางจิตที่มีประโยชน์ในการเริ่มต้น

เพื่อเพิ่มภาพจิตของแลง

คิดว่าแบตเตอรี่หรือแหล่งจ่ายไฟเป็นสิ่งที่สามารถดึงอิเล็กตรอนจากด้านหนึ่งและกองไว้บนอีกด้านหนึ่งเพื่อให้คุณมีความอดอยากที่ปลายด้านหนึ่งของวงจรและส่วนเกินในอีกด้านหนึ่ง ด้านที่หิวโหยจากนั้นจะเริ่มดึงอิเล็กตรอนที่หลุดออกจากอะตอมที่ส่วนปลายของวงจรทำให้เกิดระลอกคลื่นหรือลูกโซ่ เหมือนถังเพลิงที่อิเล็กตรอนอิสระกระโดดขึ้นมาจากอะตอมหนึ่งไปยังอะตอมไปทางด้านที่หิวโหยของแบตเตอรี่และคุณสามารถเดาได้ว่าเมื่อคุณติดตามวงจรนั้นไปตลอดทางจนถึงปลายอีกด้านหนึ่งของแบตเตอรี่ที่อะตอมมีอิเล็กตรอนมากเกินไป ยินดีที่จะให้พวกเขาออกไปที่อะตอมในวงจรที่ผ่านพวกเขาไปรอบ ๆ ยิ่งแบตเตอรี่สามารถอดอยากปลายด้านใดด้านหนึ่งได้และส่วนอื่น ๆ จะมากเกินไปยิ่งอะตอมในวงจรเร็วขึ้นพยายามชดเชยโดยการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนเหล่านั้นรอบวงจร การไหลของอะไหล่เหล่านี้รอบวงจรเป็นกระแส แบตเตอรี่มีส่วนเกินที่ปลายด้านหนึ่งและความอดอยากที่ปลายอีกด้านหนึ่งคือแรงดันไฟฟ้า

ทีนี้แบตเตอรี่จะขาดอิเล็กตรอนที่ปลายด้านหนึ่งและให้อีกอันหนึ่งได้อย่างไร นั่นคือความมหัศจรรย์ของแบตเตอรี่และคำถามที่แยกต่างหาก บางครั้งมันเป็นสิ่งเคมีผลข้างเคียงของปฏิกิริยาเคมี แต่ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีของแบตเตอรี่ ในทำนองเดียวกันถ้ามันไม่ได้เป็นแบตเตอรี่ให้พูด แต่หูดผนังแทนหรือ AC ออกมาจากเต้ารับ? อีกคำถามที่ดี

ฉันคิดว่ามันง่ายที่สุดที่จะนึกถึงการไหลของอิเล็กตรอนตามที่คุณนึกถึงน้ำในท่อสิ่งที่คุณสามารถจินตนาการได้เพราะคุณมีท่อหรือท่อและน้ำที่มีประสบการณ์มากที่สุด น้ำจะถูกสูบจากปลายด้านหนึ่งของแบตเตอรีไปยังอีกด้านหนึ่งแล้วดันเข้าไปในท่อ (วงจร) และเชื่อมโยงไปถึงในปลายด้านที่หิวโหยของปั๊มเพื่อผลักผ่านอีกครั้ง เราสูญเสียน้ำเล็กน้อยในกระบวนการดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไปปั๊มก็ไม่มีน้ำเพียงพอที่จะทำให้สิ่งต่าง ๆ ทำงานได้อีกต่อไป (แบตเตอรี่หมดแล้ว) ตัวต้านทานเป็นเพียงจุดเริ่มต้นในวงจรที่ชะลอน้ำลง สายไฟที่ใหญ่กว่าก็เหมือนท่อขนาดใหญ่ที่คุณสามารถเคลื่อนย้ายน้ำได้มากขึ้น ความเร็วของน้ำคือกระแส hmmm ... และอื่น ๆ

คำตอบที่แม่นยำที่สุดคือ "ไม่มีใครรู้" อย่างไรก็ตามเรายังสามารถศึกษาคุณสมบัติของมันได้

เราสามารถจำลองโลกทั้งใบในแง่ของ 'ทุ่งนา' เขตข้อมูลเป็นเหมือนแผ่นยางยืดออก แผ่นไม่ต้องเรียบ ในบางสถานที่อาจสูงขึ้นและในที่อื่น ๆ ก็อาจจมลง การเบี่ยงเบนเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนเป็นประจุ แน่นอนโลกแห่งความจริงคือ 3 มิติ แต่ชีตเป็นเพียงรูปแบบ 2 มิติ

มีเขตข้อมูลหลายประเภทขึ้นอยู่กับการคิดค่าธรรมเนียมของพวกเขา

มีเขตข้อมูลที่ประจุสามารถไปทางเดียวได้ตัวอย่างเช่นแผ่นชีทอาจมีการกระแทกขึ้นด้านบนเท่านั้น เราเรียกแรงโน้มถ่วงของสนามนี้และประจุไฟฟ้าเดียวที่เรียกว่ามวล มวลสองก้อน (กระแทก) มักจะดึงดูดซึ่งกันและกัน แต่มวลค่อนข้างอ่อนแอ: การกระแทกไม่สูงมาก นี่คือเหตุผลที่เครื่องยนต์จรวดขนาดเล็กสามารถเคลื่อนที่ออกจากโลกโดยเอาชนะมวลของดาวเคราะห์ทั้งดวงได้ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการกระแทกทั้งหมดไปในทิศทางเดียวกันพวกมันจะสร้างขึ้นเสมอซึ่งส่งผลให้เกิดโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นกาแลคซี เหตุผลเดียวที่ทุกสิ่งทุกอย่างไม่ได้ดึงดูดเข้าไปในก้อนใหญ่ก้อนเดียวก็คือเพราะจักรวาลกำลังขยายตัว

มีเขตข้อมูลที่แตกต่างกันซึ่งการชาร์จสามารถไปที่ 'สองวิธี' ตัวอย่างเช่นการกระแทกขึ้นและลง dips นี่คือสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใช้ ประจุในฟิลด์นี้เรียกว่า 'ประจุไฟฟ้า' หรือเพียงแค่ 'ประจุ' และเราแยกความแตกต่างระหว่าง 'ทิศทาง' ทั้งสองโดยเรียกหนึ่ง 'บวก' และอีก 'ลบ' ค่าใช้จ่ายเหล่านี้แข็งแกร่งกว่ามวลซึ่งเราสามารถดูได้ว่าเราใช้แกนที่มีประจุเพื่อรับเศษกระดาษหรือไม่ อย่างไรก็ตามไม่เหมือนกับมวลเช่นประจุจะผลักกัน (บวก - บวกหรือลบ - ลบ) และประจุตรงข้ามจะดึงดูด สิ่งนี้ทำให้ประจุไฟฟ้าถูกผสมเข้าด้วยกันเช่นการผสมสีขาวกับสีดำเพื่อให้ผลลัพธ์นั้น 'เป็นกลาง' และไม่มีผลกระทบมากนักกับเครื่องชั่งขนาดใหญ่ (กาแล็กซี่) อย่างไรก็ตาม ควอนตัมฟิสิกส์หยุดทุกอย่างจากการผสมอย่างสมบูรณ์ เมื่อเราดูใกล้พอจะมีก้อนเล็ก ๆ แบ่งแยกไม่ได้ที่มีประจุบวกและประจุลบ เหล่านี้มักจะเป็นอิเล็กตรอนและโปรตอน แต่พวกมันถูกผสมเข้าด้วยกันเป็นก้อนเล็ก ๆ ที่เรียกว่าอะตอม อิเล็คทรอนิคส์คือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนรอบ ๆ ระหว่างอะตอม (โปรดทราบว่าการดึงอิเล็กตรอนออกจากอะตอมนั้นไม่เหมือนกับ 'การแยกอะตอม' ซึ่งหมายถึงอย่างอื่น!)

มีเขตข้อมูลอีกประเภทหนึ่งที่ประจุไฟฟ้าสามารถไปในสามทิศทางได้ สิ่งนี้เรียกว่าสนามนิวเคลียร์ (แข็งแรง) และมีพฤติกรรมแปลก ๆ ประจุของฟิลด์นี้เรียกว่า 'สี' โดยมี 'เส้นทาง' เรียกว่า 'สีแดง', 'สีเขียว' และ 'สีฟ้า' โปรดทราบว่าชื่อเหล่านี้เป็นชื่อที่สร้างขึ้นเช่น 'บวก' และ 'ลบ' เพื่อให้แน่ใจว่าทุกคนกำลังพูดถึงสิ่งเดียวกัน คำพูดนั้นไม่ได้มีความหมายอะไรเลย

ถ้าเราจินตนาการว่าทุ่งเหล่านี้เป็นแผ่นยางเราสามารถวางซ้อนทับกัน จะมีรูปแบบในประจุ: ชนมักจะเข้าแถวดังนั้นตัวอย่างเช่นประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ พร้อมกับมวล เราเรียกรูปแบบเหล่านี้ว่า 'เฟอร์มิออน' และให้ชื่อบางอย่างเช่น 'อิเล็กตรอน', 'ไพออน' เป็นต้น

เราสามารถสร้างคลื่นบนแผ่นงาน คลื่นบนแผ่นแม่เหล็กไฟฟ้าสอดคล้องกับคลื่นแสง

มักจะกล่าวถึงอีกสาขาหนึ่งเรียกว่า 'นิวเคลียร์อ่อน' แต่การค้นพบของฮิกส์โบซอนเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่านี่อาจเป็นส่วนหนึ่งของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (ทฤษฎีที่รู้จักกันในชื่อ 'สนามแม่เหล็กไฟฟ้า')

ประจุเป็นคุณสมบัติที่อนุภาคมูลฐานบางตัวมี เช่นอิเล็กตรอน (ซึ่งมีประจุลบ) และโปรตอน (ซึ่งมีประจุเป็นบวก)

ค่าใช้จ่ายจะถูกวัดเป็นคูลอมบ์ (อ่าน KOOLON) หลังจากนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส อิเล็กตรอนมี -1.6 * 10 ^ -19 C (ประจุลบ) และโปรตอนมี + 1.6 * 10 ^ 19 C

ประจุ (หรืออนุภาคที่มีประจุเหล่านี้) ดึงดูดขั้วตรงข้ามและขั้วที่เหมือนกันจะผลักกัน การถามว่า "ทำไม" ในระดับนี้ก็เหมือนกับการถามว่าทำไมจักรวาลถึงมีอยู่สิ่งต่าง ๆ จะได้รับปรัชญาจากที่นี่ มันเป็นวิธีที่เอกภพทำงาน ใช่แล้ว ... เราไม่รู้ว่าทำไมจึงมีประจุหรือทำไม ... หรือว่ามันคืออะไรกันแน่ เราแค่เรียกมันว่า "คุณสมบัติ" และเราจะอธิบายว่ามันทำงานอย่างไรหรือมันทำงานอย่างไร โปรดทราบว่าเราสามารถพลิกขั้วของประจุได้โดยพลการ (อิเล็กตรอนจะมีประจุเป็นบวกและโปรตอนจะมีประจุเป็นลบ) และทุกอย่างจะยังคงทำงานเหมือนเดิม เพราะมันยังคงเป็นคำอธิบายที่ถูกต้อง

การชาร์จไม่ใช่คุณสมบัติของอะตอม อะตอม(ในสถานะที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน)นั้นเป็นกลางทั้งหมด (ไม่มีประจุสุทธิ: จำนวนอิเล็กตรอน == จำนวนโปรตอน) ตอนนี้ถ้าอะตอมใดสูญเสียอิเล็กตรอนจำนวนประจุบวก (จากโปรตอน) จะสูงกว่า จำนวนประจุลบดังนั้นจึงปรากฏว่าอะตอม (ตอนนี้เรียกว่าไอออน / รับไอออน) มีประจุเป็นบวก!

กระแสคือการไหลของประจุ ตัวอย่างบางส่วนของที่จะเป็น:

การไหลของอิเล็กตรอนในโลหะ (ประจุลบ) คือสิ่งที่คุณวัดเป็นกระแสในลวดทองแดง

การไหลของไอออน (อะตอมที่แตกตัวเป็นไอออนดังกล่าว) เป็นสิ่งที่ก่อให้เกิดกระแสในสารละลายอิเล็กโทรไลติก

สมมติว่าคุณมีอนุภาคหรือเป็นกลุ่มของอนุภาค สร้างผิวเกาส์เซียนแบบปิดรอบ ๆ จากนั้นประจุสามารถถูกกำหนดให้เป็นอินทิกรัผิวของฟลักซ์สนามไฟฟ้าผ่านพื้นผิวเกาส์หารด้วยค่าคงที่ permittivity ฉันรู้ว่านี่ไม่ใช่สิ่งที่คุณกำลังมองหา (มันเห็นได้ชัดว่าจะเป็นเหนือหัวของคุณ) แต่ผมคิดว่ามันอาจจะเป็นยังดีที่คำตอบอื่น ๆ ที่นี่ที่ทำตอบคำถามของคุณ หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่าประจุคือขอบเขตที่มีบางสิ่งอยู่ในรูปแบบคงที่ที่ไม่เป็นกลาง