Elektriskais lādiņš ir ķermeņu spēja būt par elektromagnētisko lauku avotu. Šādi izskatās svarīga elektriskā lieluma enciklopēdiskā definīcija. Galvenie ar to saistītie likumi ir Kulona likums un uzlādes saglabāšanās. Šajā rakstā mēs apsvērsim elektriskā lādiņa saglabāšanas likumu, mēģināsim sniegt definīciju vienkāršos vārdos un sniegt visas nepieciešamās formulas.
Koncepts "elektriskais lādiņš“Pirmo reizi ieviests 1875. gadā šogad. Formulējums Kulona likums norāda, ka spēks, kas iedarbojas starp divām lādētām daļiņām, kas vērstas taisnā līnijā, ir tieši proporcionāls lādiņam un apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam starp tām.
Tas nozīmē, ka, pārvietojot lādiņus 2 reizes, to mijiedarbības spēks samazināsies četras reizes. Un šādi tas izskatās vektora formā:
Iepriekš minēto piemērojamības ierobežojums:
- punktu maksas;
- vienmērīgi uzlādēti ķermeņi;
- tā darbība ir spēkā lielos un nelielos attālumos.
Čārlza Kulona nopelni mūsdienu elektrotehnikas attīstībā ir lieli, taču pāriesim pie raksta galvenās tēmas – lādiņa nezūdamības likuma. Viņš apgalvo, ka visu lādēto daļiņu summa slēgtā sistēmā ir nemainīga. Vienkāršiem vārdiem sakot, lādiņi nevar parādīties vai pazust tāpat vien. Tajā pašā laikā tas nemainās laikā un to var izmērīt (vai sadalīt, kvantēt) daļās, kas ir elementāra elektriskā lādiņa, tas ir, elektrona, daudzkārtņi.
Bet atcerieties, ka izolētā sistēmā jaunas lādētas daļiņas rodas tikai noteiktu spēku ietekmē vai kādu procesu rezultātā. Tātad joni rodas, piemēram, gāzu jonizācijas rezultātā.
Ja jūs uztrauc jautājums, kurš un kad atklāja lādiņu saglabāšanas likumu? To 1843. gadā apstiprināja izcilais zinātnieks Maikls Faradejs. Eksperimentos, kas apstiprina saglabāšanas likumu, lādiņu daudzumu mēra ar elektrometriem, tā izskats parādīts zemāk esošajā attēlā:
Bet apstiprināsim savus vārdus ar praksi. Paņemiet divus elektrometrus, uz viena stieņa uzlieciet metāla disku, pārklājiet to ar drānu. Tagad mums ir nepieciešams vēl viens metāla disks uz dielektriskā roktura. Trīs no tiem ir uz diska, kas atrodas uz elektrometra, un tie elektrizējas. Kad disks ar dielektrisko rokturi ir noņemts, elektrometrs parādīs, cik tas ir uzlādēts, mēs pieskaramies otrajam elektrometram ar disku ar dielektrisko rokturi. Tā bultiņa arī novirzīsies. Ja tagad aizveram divus elektrometrus ar stieni uz dielektriskajiem rokturiem, to bultiņas atgriezīsies sākotnējā stāvoklī. Tas liek domāt, ka kopējais vai iegūtais elektriskā lādiņš ir nulle, un tā vērtība sistēmā paliek nemainīga.
No tā izriet formula, kas apraksta elektriskā lādiņa nezūdamības likumu:
Sekojošā formula saka, ka elektriskā lādiņa izmaiņas tilpumā ir līdzvērtīgas kopējai strāvai caur virsmu. To sauc arī par "nepārtrauktības vienādojumu".
Un, ja mēs ejam uz ļoti mazu tilpumu, mēs iegūstam lādiņa nezūdamības likumu diferenciālā formā.
Ir arī svarīgi pateikt, kā lādiņš un masas skaitlis ir saistīti. Runājot par vielu uzbūvi, bieži izskan tādi vārdi kā molekulas, atomi, protoni un tamlīdzīgi. Tātad masas skaitlis ir kopējais protonu un neitronu skaits, un protonu un elektronu skaitu kodolā sauc par lādiņa skaitli. Citiem vārdiem sakot, lādiņa numuru sauc par kodola lādiņu, un tas vienmēr ir atkarīgs no tā sastāva. Nu, elementa masa ir atkarīga no tā daļiņu skaita.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties videoklipu, kurā visa šī tēma tiek apspriesta sīkāk:
Tādējādi mēs īsi izskatījām jautājumus, kas saistīti ar elektriskā lādiņa nezūdamības likumu. Tas ir viens no fizikas pamatlikumiem kopā ar impulsa un enerģijas saglabāšanas likumiem. Tā darbība ir nevainojama, un laika gaitā un tehnoloģiju attīstībā nav iespējams atspēkot tās pamatotību. Mēs ceram, ka pēc mūsu skaidrojuma izlasīšanas jums ir kļuvuši skaidri visi šī likuma galvenie punkti!
Saistītie materiāli:
- Faradeja likumi ķīmijā un fizikā
- Kas ir pašindukcija
- Kardāna noteikums, labā un kreisā roka
(0)man nepatīk
(0)
