电荷 – 定义、公式、单位、类型和特性

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什么是电荷？

物质的一种物理属性，使带电物质在电磁场中受到力的作用，称为电荷。换句话说，电荷是物质亚原子粒子的物理属性，由于这种属性，物质表现出电学行为。电荷用符号Q（或q）表示。

电荷是一个守恒量，这意味着封闭系统的净电荷保持不变。电荷有两种类型，即正电荷和负电荷。正电荷是质子携带的电荷，而负电荷是电子携带的电荷。因此，我们可以说电荷是由物质的亚原子粒子（电子和质子）携带的。实验已经证明，同性电荷互相排斥，异性电荷互相吸引。没有净电荷的物质或物体称为中性，即不带电。因此，当一个物体在其原子中包含相同数量的质子和电子时，它被称为中性。

当物体中的电子数量多于质子时，该物体将带负电。而如果物体中的电子数量少于质子，则它将带正电。

电荷是量子化的，这意味着它总是以基本电荷的整数倍出现。其中基本电荷是一个电子携带的电荷量，用e表示，其大小等于1.6 × 10^-19 C。这是可以自由存在的最小电荷。质子上的电荷等于基本电荷，但为正。

电荷公式

根据电子（或基本）电荷表示的电荷 − 根据量子化理论，电荷表示为电子电荷的整数倍，即

$$\mathrm{Q = ne}$$

其中，n是整数，e是电子电荷，等于1.6 × 10^-19 C。

根据电流表示的电荷 − 电荷也可以用电流(I)和时间(t)表示，电流流经导体：

$$\mathrm{Q = I\times t}$$

电荷单位

国际单位制 (SI) 中电荷的标准单位是库仑，用符号“C”表示。库仑是一个无量纲量。可以定义如下：

一秒钟内转移的电荷量称为一库仑。它大约等于6.24 × 10¹⁸个电子的电荷，即

$$\mathrm{1\: 库仑 = 6.24 \times 10^{18}\: 个电子的电荷}$$

另一个电荷单位是安培秒 (As)。

电荷类型

存在两种类型的电荷：

• 正电荷
• 负电荷

质子携带的电荷是正电荷，它沿电场方向移动，而电子携带的电荷是负电荷，它沿与电场相反的方向移动。

电荷特性

以下是电荷的各种特性：

• 同性电荷互相排斥，异性电荷互相吸引。

• 电荷是量子化的，即不存在分数电荷。

• 电荷是物质的守恒属性。因此，任何孤立系统的电荷代数和保持不变。

• 电荷是一个标量，因此在数学运算中它像实数一样表现。因此，电荷遵循可加性。

• 静止的电荷在其周围产生电场。而运动的电荷会产生电场和磁场。

电荷在电力中的作用

物体上的电荷不从一点移动到另一点的电力称为静电。静电是电荷在物体上积累的结果。当电荷在一个物体或导体中移动时，这种电力被称为电流电。

结论

因此，在本文中，我们讨论了电荷，它是物质的一种亚原子属性，由于这种属性，物质表现出电学行为。电荷是自然界中所有物质的基本属性。存在两种粒子，即电子和质子，它们携带电荷。电荷是电力和磁力存在的主要原因。因此，电荷用于解释几乎所有电磁现象。