9 Sähkövaraus

Sähkövaraus
  • Kaikki aine koostuu varatuista hiukkasista protoneista ja elektroneista (sekä neutroneista).
  • Lähtökohtaisesti protoneja ja elektroneja on sama määrä, joten ulospäin aine näyttäytyy sähköisesti neutraalilta.
  • Käytännössä aineessa on usein varaus, eli se sisältää enemmän joko positiivisia tai negatiivisia varauksia.
  • Epätasapaino syntyy, kun systeemille tehdään työtä (mekaanista, tai kemiallista). Työ, eli energia erottelee negatiiviset varaukset positiivisista.
  • Varautuneet hiukkaset ovat elektroneja tai ioneja, eli varautuneita molekyylejä.
  • Jos varatut hiukkaset pääsevät liikkumaan (kuten vapaat elektronit) voi tapahtua sähköpurkauksia (esim. salama).

Sähköinen vuorovaikutus
  • Sähköinen vuorovaikutus selittää suurimman osan arkipäivän ilmiöistä. Esimerkiksi kosketusvoimat perustuu molekyylien väliseen sähköiseen vuorovaikutukseen.
  • Varaukset ovat sähköisessä vuorovaikutuksessa toisten varausten kanssa.
  • Jos varaukset ovat erimerkkisiä ne vetävät toisiaan puoleensa. Tämä johtuu siitä, että varaukset pyrkivät aina tasoittumaan kohti nollavarausta.
  • Saman merkkisesti varaukset hylkivät toisiaan.
  • Makrotasolla sähköinen vuorovaikutus ilmenee varautuneiden kappaleiden välisinä sähköisinä voimina.
  • Varauksen symboli on Q ja yksikkö on coulumbi C.
  • Yhden elektronin varaus on hyvin pieni [[$ e = 1,602 \cdot 10^{-19} C$]]​
  • Akuissa varaus ilmaistaan ampeeritunteina Ah tai milliampereeritunteina mAh.
Tehtäviä
  • Selvitä miten sähköiset varaukset syntyvät luonnossa.
  • Missä käytännön ilmiöissä sähköinen vuorovaikutus ilmenee?
  • Mitä ovat ionit ja miten ioneita merkitään?
  • Muuta varaus coulombeista alkeisvarauksiksi ja päin vastoin.