Ładunek elektryczny to zdolność ciał do bycia źródłem pól elektromagnetycznych. Tak wygląda encyklopedyczna definicja ważnej wielkości elektrycznej. Główne prawa z tym związane to prawo Coulomba i zachowanie ładunku. W tym artykule rozważymy prawo zachowania ładunku elektrycznego, postaramy się podać definicję prostymi słowami i podać wszystkie niezbędne formuły.
Koncepcja "ładunek elektryczny„Pierwszy wprowadzony w 1875 roku w tym roku. Treść prawo Coulomba stwierdza, że siła działająca między dwiema naładowanymi cząstkami skierowanymi w linii prostej jest wprost proporcjonalna do ładunku i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi.
Oznacza to, że przesuwając ładunki 2 razy, siła ich oddziaływania zmniejszy się czterokrotnie. A tak to wygląda w formie wektorowej:
Granica stosowalności powyższego:
- opłaty punktowe;
- organy jednolicie naładowane;
- jego działanie jest ważne na dużych i krótkich dystansach.
Zasługi Charlesa Coulomba w rozwoju nowoczesnej elektrotechniki są ogromne, ale przejdźmy do głównego tematu artykułu - prawa zachowania ładunku. Twierdzi, że suma wszystkich naładowanych cząstek w układzie zamkniętym pozostaje niezmieniona. Mówiąc prościej, ładunki nie mogą się tak po prostu pojawiać ani znikać. Jednocześnie nie zmienia się w czasie i może być mierzony (lub dzielony, skwantowany) na części będące wielokrotnością elementarnego ładunku elektrycznego, czyli elektronu.
Pamiętaj jednak, że w izolowanym systemie nowe naładowane cząstki powstają tylko pod wpływem określonych sił lub w wyniku jakichkolwiek procesów. Tak więc jony powstają na przykład w wyniku jonizacji gazów.
Jeśli jesteś zaniepokojony pytaniem, kto i kiedy odkrył prawo zachowania ładunku? Potwierdził to w 1843 roku wielki naukowiec Michael Faraday. W eksperymentach potwierdzających prawo zachowania ilość ładunków mierzy się za pomocą elektrometrów, jej wygląd pokazano na poniższym rysunku:
Ale potwierdźmy nasze słowa praktyką. Weź dwa elektrometry, umieść metalowy krążek na pręcie jednego, przykryj go szmatką. Teraz potrzebujemy kolejnego metalowego krążka na uchwycie dielektryka. Trzy z nich znajdują się na dysku leżącym na elektrometrze i zostają naelektryzowane. Po wyjęciu tarczy z uchwytem dielektrycznym elektrometr pokaże stan naładowania, dotykamy drugiego elektrometru tarczą z uchwytem dielektrycznym. Jego strzałka również się zboczy. Jeśli teraz zamkniemy dwa elektrometry prętem na uchwytach dielektrycznych, ich strzałki powrócą do swojej pierwotnej pozycji. Sugeruje to, że całkowity lub wypadkowy ładunek elektryczny wynosi zero, a jego wartość w układzie pozostaje taka sama.
Wynika stąd wzór opisujący prawo zachowania ładunku elektrycznego:
Poniższy wzór mówi, że zmiana ładunku elektrycznego w objętości jest równoważna całkowitemu prądowi płynącemu przez powierzchnię. Nazywa się to również „równaniem ciągłości”.
A jeśli przejdziemy do bardzo małej objętości, otrzymamy prawo zachowania ładunku w postaci różniczkowej.
Ważne jest również, aby powiedzieć, w jaki sposób ładunek i liczba masowa są powiązane. Mówiąc o budowie substancji, często słyszy się słowa takie jak cząsteczki, atomy, protony i tym podobne. Więc liczba masowa to całkowita liczba protonów i neutronów, a liczba protonów i elektronów w jądrze nazywana jest liczbą ładunku. Innymi słowy, liczba ładunku nazywana jest ładunkiem jądra i zawsze zależy od jego składu. Cóż, masa pierwiastka zależy od liczby jego cząstek.
Na koniec polecamy obejrzenie filmu, który bardziej szczegółowo omawia cały ten temat:
W ten sposób pokrótce przyjrzeliśmy się zagadnieniom związanym z prawem zachowania ładunku elektrycznego. Jest to jedno z podstawowych praw fizyki wraz z prawami zachowania pędu i energii. Jego działanie jest bezbłędne, a wraz z upływem czasu i rozwojem technologii nie można podważyć jego słuszności. Mamy nadzieję, że po przeczytaniu naszego wyjaśnienia wszystkie kluczowe punkty tego prawa stały się dla Ciebie jasne!
Powiązane materiały:
- Prawa Faradaya w chemii i fizyce
- Co to jest samoindukcja
- Zasada gimbala, prawej i lewej ręki
(0)nie lubię
(0)
