Elektrisk ladning er kroppens evne til at være en kilde til elektromagnetiske felter. Sådan ser den encyklopædiske definition af en vigtig elektrisk størrelse ud. De vigtigste love forbundet med det er Coulomb-loven og loven om bevarelse af ladninger. I denne artikel vil vi overveje loven om bevarelse af elektrisk ladning, vi vil forsøge at give en definition i enkle ord og give alle de nødvendige formler.
Konceptet "elektrisk ladning"Først indført i 1875 i år. Formuleringen Coulombs lov angiver, at kraften, der virker mellem to ladede partikler rettet i en ret linje, er direkte proportional med ladningen og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem dem.
Det betyder, at ved at flytte ladningerne 2 gange, vil kraften af deres interaktion falde med fire gange. Og sådan ser det ud i vektorform:
Anvendelsesgrænse for ovenstående:
- punktafgifter;
- ensartet ladede legemer;
- dens handling er gyldig på store og korte afstande.
Charles Coulombs fortjenester i udviklingen af moderne elektroteknik er store, men lad os gå videre til artiklens hovedemne - loven om bevarelse af ladning. Han hævder, at summen af alle ladede partikler i et lukket system er uændret. Med enkle ord kan ladninger ikke dukke op eller forsvinde bare sådan. Samtidig ændres det ikke i tid, og det kan måles (eller opdeles, kvantiseres) i dele, der er multipla af en elementær elektrisk ladning, det vil sige en elektron.
Men husk, at i et isoleret system opstår nye ladede partikler kun under påvirkning af visse kræfter eller som et resultat af processer. Så ioner opstår f.eks. som følge af ionisering af gasser.
Hvis du er bekymret over spørgsmålet, hvem og hvornår opdagede loven om bevarelse af ladning? Det blev bekræftet i 1843 af den store videnskabsmand Michael Faraday. I eksperimenter, der bekræfter bevarelsesloven, måles mængden af ladninger med elektrometre, dens udseende er vist i figuren nedenfor:
Men lad os bekræfte vores ord med øvelse. Tag to elektrometre, sæt en metalskive på en stang, dæk den med en klud. Nu skal vi bruge endnu en metalskive på det dielektriske håndtag. Der er tre af det på en skive, der ligger på et elektrometer, og de bliver elektrificerede. Når skiven med det dielektriske håndtag fjernes, vil elektrometeret vise hvor ladet det er blevet, vi rører ved det andet elektrometer med skiven med det dielektriske håndtag. Dens pil vil også afvige. Hvis vi nu lukker to elektrometre med en stang på de dielektriske håndtag, vil deres pile vende tilbage til deres oprindelige position. Dette tyder på, at den samlede eller resulterende elektriske ladning er nul, og dens værdi i systemet forbliver den samme.
Derfor følger formlen, der beskriver loven om bevarelse af elektrisk ladning:
Følgende formel siger, at ændringen i den elektriske ladning i volumenet svarer til den samlede strøm gennem overfladen. Dette kaldes også "kontinuitetsligningen".
Og hvis vi går til et meget lille volumen, får vi loven om bevarelse af ladning i differentiel form.
Det er også vigtigt at fortælle, hvordan ladning og massetal hænger sammen. Når man taler om stoffers struktur, høres ofte ord som molekyler, atomer, protoner og lignende. Så massetallet er det samlede antal protoner og neutroner, og antallet af protoner og elektroner i kernen kaldes ladningstallet. Med andre ord kaldes ladningstallet for kernens ladning, og det afhænger altid af dens sammensætning. Nå, massen af et grundstof afhænger af antallet af dets partikler.
Endelig anbefaler vi at se videoen, som diskuterer hele dette emne mere detaljeret:
Derfor undersøgte vi kort spørgsmålene i forbindelse med loven om bevarelse af elektrisk ladning. Det er en af fysikkens grundlæggende love sammen med lovene om bevarelse af momentum og energi. Dens handling er fejlfri, og med tidens gang og teknologiens udvikling er det ikke muligt at tilbagevise dens gyldighed. Vi håber, at efter at have læst vores forklaring, er alle nøglepunkterne i denne lov blevet tydelige for dig!
Relaterede materialer:
- Faradays love i kemi og fysik
- Hvad er selvinduktion
- Reglen for kardan, højre og venstre hånd
(0)jeg kan ikke lide
(0)
