Električni naboj je sposobnost tijela da budu izvor elektromagnetskih polja. Ovako izgleda enciklopedijska definicija važne električne veličine. Glavni zakoni povezani s njim su Coulombov zakon i Očuvanje naboja. U ovom članku ćemo razmotriti zakon održanja električnog naboja, pokušat ćemo dati definiciju jednostavnim riječima i dati sve potrebne formule.
Koncept "električno punjenje„Prvi put predstavljen ove godine 1875. Formulacija Coulombov zakon navodi da je sila koja djeluje između dvije nabijene čestice usmjerene pravocrtno izravno proporcionalna naboju i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih.
To znači da će se pomicanjem naboja 2 puta sila njihove interakcije smanjiti za četiri puta. A ovako to izgleda u vektorskom obliku:
Granica primjenjivosti gore navedenog:
- točkaste naknade;
- jednoliko nabijena tijela;
- njegovo djelovanje vrijedi na velikim i malim udaljenostima.
Zasluge Charlesa Coulomba u razvoju moderne elektrotehnike su velike, ali prijeđimo na glavnu temu članka - zakon održanja naboja. Tvrdi da je zbroj svih nabijenih čestica u zatvorenom sustavu nepromijenjen. Jednostavnim riječima, naboji se ne mogu pojaviti ili nestati tek tako. Pritom se ne mijenja u vremenu i može se mjeriti (ili podijeliti, kvantizirati) u dijelovima koji su višekratnici elementarnog električnog naboja, odnosno elektrona.
Ali zapamtite da u izoliranom sustavu nove nabijene čestice nastaju samo pod utjecajem određenih sila ili kao rezultat bilo kakvih procesa. Tako ioni nastaju kao rezultat ionizacije plinova, na primjer.
Ako vas brine pitanje, tko je i kada otkrio zakon održanja naboja? Potvrdio ju je 1843. veliki znanstvenik Michael Faraday. U eksperimentima koji potvrđuju zakon očuvanja, količina naboja se mjeri elektrometrima, a njegov izgled je prikazan na donjoj slici:
No, potvrdimo naše riječi vježbom. Uzmite dva elektrometra, stavite metalni disk na šipku jednog, pokrijte ga krpom. Sada nam treba još jedan metalni disk na dielektričnoj ručki. Ima ih tri na disku koji leži na elektrometru i oni se naelektriziraju. Kada se izvadi disk s dielektričkom ručkom, elektrometar će pokazati koliko je napunjen, dodirujemo drugi elektrometar s diskom s dielektričnim ručkom. Njegova strelica će također skrenuti. Zatvorimo li sada dva elektrometra štapom na dielektričnim ručkama, njihove će se strelice vratiti u prvobitni položaj. To sugerira da je ukupni ili rezultirajući električni naboj jednak nuli, a njegova vrijednost u sustavu ostaje ista.
Stoga slijedi formula koja opisuje zakon održanja električnog naboja:
Sljedeća formula kaže da je promjena električnog naboja u volumenu ekvivalentna ukupnoj struji kroz površinu. To se također naziva "jednadžba kontinuiteta".
A ako idemo na vrlo mali volumen, dobivamo zakon održanja naboja u diferencijalnom obliku.
Također je važno reći kako su naboj i maseni broj povezani. Kada se govori o građi tvari, često se čuju riječi poput molekula, atoma, protona i slično. Dakle, maseni broj je ukupan broj protona i neutrona, a broj protona i elektrona u jezgri naziva se broj naboja. Drugim riječima, broj naboja naziva se naboj jezgre, a uvijek ovisi o njegovom sastavu. Pa, masa elementa ovisi o broju njegovih čestica.
Na kraju, preporučamo pogledati video koji detaljnije govori o cijeloj temi:
Stoga smo ukratko ispitali pitanja vezana uz zakon održanja električnog naboja. To je jedan od temeljnih zakona fizike zajedno sa zakonima održanja količine gibanja i energije. Njegovo djelovanje je besprijekorno i s vremenom i razvojem tehnologije nije moguće opovrgnuti njegovu valjanost. Nadamo se da su vam nakon čitanja našeg objašnjenja sve ključne točke ovog zakona postale jasne!
Povezani materijali:
- Faradayevi zakoni u kemiji i fizici
- Što je samoindukcija
- Pravilo kardana, desne i lijeve ruke
(0)ne sviđa mi se
(0)
