電荷が電界内でどのように移動するかを理解することは常に重要です。このような場所では電荷が蓄積されます。したがって、電荷密度の計算は、幅広いアプリケーションにとって重要です。そのような電気アイテムの表面積と体積の両方を使用して、その電荷密度を計算する必要があります。この表面電荷密度の方程式は、重要で興味深いテーマです。アイデアを詳しく見てみましょう!
表面電荷密度
導電性表面には表面電荷密度があり、単位面積 (A) あたりの全体の電荷数 (q) を定量化します。電荷密度は、特定のフィールドにどれだけの電荷が収集されるかを決定するためのメトリックのようです。提供された定義に基づいて、電荷の量を決定します。電気体の長さ、面積、体積は実行可能なパラメータです。
結果として、電荷密度は 3 つのカテゴリに分類できます。電磁気学によると、電荷密度は、1 つ、2 つ、または 3 つのコンポーネントのみにおける空間の単位領域あたりの電気エネルギーの量です。
これらには 3 種類あります:
各単位長の電荷密度は線形電荷密度として知られています。q は電荷と広がりの長さのようです。その SI 単位は 1 メートルあたりのクーロン (Cm-¹) です。
この単位表面積あたりの電荷は、q を電荷、A を表面積とすると、表面電荷密度として表されます。その SI 単位はクーロン毎平方メートル (Cm-2) です。
体積電荷密度は単位体積あたりの電荷で、q は電荷のようで、V は分散体積です。 SI 単位はクーロン毎立方メートル (Cm-3) です。
単位表面積あたりの電荷量は特に重要です。このような異なる状態のアイテムの内面と外面の間の電位の変化は、表面電荷と呼ばれます。単位面積あたりの全体的な電荷を定量化する表面電荷密度は、導電性材料でのみ見られます。
表面電荷密度の式
表面電荷密度は、次の式を使用して計算されます:
σ =q/A
ここで
σ =表面電荷密度 (Cm-2),
q =チャージ (C),
A =表面積 (m2)
電荷密度は、電荷量と導体の表面積またはサイズによって制御されます。単位距離、表面積、または質量あたりの電気エネルギーの量は、電磁気学では電荷密度として知られています。 2 次元表面の表面電荷密度の任意の点における単位表面あたりの電荷量は、1 平方メートルあたりのクーロン (Cm-2) で計算され、表面電荷密度 (σ) として知られています。単位次元あたりのエネルギー量は、クーロン/立方メートル (Cm-3) で計算され、体積内の任意の点で体積電荷密度として知られています。
不規則な形状の導体の場合
不均一な表面を持つ導体の表面積は、表面の場所によって異なります。その結果、表面電荷密度は表面のポイントごとに異なります。表面電荷密度の量は、曲率が最も大きい領域で高くなります。これは、表面電荷密度がマージンで高くなることを意味します。その結果、このような不規則な形状の導体の表面電荷密度を計算するための決まった式はありません。
表面電荷密度の応用
表面電荷密度は、さまざまな測定関連のイベントを説明するために使用される基本的な量です。
DNA 交配でよく使用されます。
表面との接触を作成するのに非常に役立ちます.
表面電荷密度は、表面に持続する生体分子相互作用の数も推定できます。
滴定、反射干渉コントラスト顕微鏡、または原子間力顕微鏡によって測定できます。
新しい分析によると、表面プラズモン共鳴は、表面電荷密度を決定する最も正確な方法です。
結論
この表面電荷密度方程式は重要で興味深いテーマです。単位面積あたりの電荷量は特に重要です。このような異なる状態のアイテムの内面と外面の間の電位の変化は、表面電荷と呼ばれます。単位面積あたりの全体的な電荷を定量化する表面電荷密度は、導電性材料でのみ見られます。表面電荷密度は、表面に持続する生体分子相互作用の数も推定できます。
