Abstract (ukr):
Найбільш складною проблемою в лабораторній практиці навчального процесу для демонстрації електростатики та електромагнетизму є вимірювання електричних зарядів, що знаходяться на поверхні тіл та в повітряному просторі навколишнього середовища. Фундаментальна властивість електричних зарядів визначається їх видами, які умовно названі позитивним та негативним й між собою притягуються або відштовхуються, мають електромагнітну взаємодію. Характеризуються елементарним зарядом – найменшим значенням електричного заряду незалежно від виду. Електричний заряд може приймати тільки дискретне значення, пропорційне найменшому заряду, яке може бути виражене тільки цілим числом незалежно від виду заряду. Залежно від поверхні, на якій знаходяться, можуть мати різну концентрацію, що може бути описана лінійною, поверхневою чи об’ємною густиною. Електричні заряди підлягають закону збереження зарядів – сума зарядів в ізольованій системі є постійною. Вимірювання електричних зарядів має складнощі: прилади – гальванометри та електроскопи, які застосовуються для цього, – вимагають певних умов, що не завжди є зручним для застосування, не забезпечують необхідну точність вимірювання. Запропоновано методи та пристрої з використанням схемотехніки мікрокулонометра для вимірювання електричних зарядів в електростатиці та електромагнетизмі, який побудовано на сучасній елементній базі із застосуванням операційних підсилювачів та мікроконтролерів.
Abstract (eng):
The most difficult problem in the laboratory practice of the educational process for the demonstration of electrostatics and electromagnetism is the measurement of electric charges on the surface of bodies and in the airspace of the environment. The fundamental property of electric charges is determined by their type, which are conditionally called positive and negative, they are attracted or repelled, have an electromagnetic interaction. Characterized by an elementary charge i.e. the smallest value of electric charge, regardless of type. The electric charge can take only a discrete value proportional to the smallest charge, which can only be expressed as an integer regardless of the type of charge. Depending on the surface on which they are located, they can have different concentrations, which can be described by linear, surface or bulk density. Electric charges are subject to the law of conservation of charges – the sum of charges in an isolated system is constant. Measurement of electric charges is complex, devices – galvanometers and electroscopes, which are used for this purpose, require certain conditions that are not always convenient to use, do not provide the necessary accuracy of measurement. Methods and devices using the circuitry of a microcoulometer for measuring electric charges in electrostatics and electromagnetism, which is built on a modern element base with the use of operational amplifiers and microcontrollers, are proposed.