Elektrische lading is het vermogen van lichamen om een bron van elektromagnetische velden te zijn. Zo ziet de encyclopedische definitie van een belangrijke elektrische grootheid eruit. De belangrijkste wetten die ermee verbonden zijn, zijn de wet van Coulomb en het behoud van lading. In dit artikel zullen we de wet van behoud van elektrische lading beschouwen, we zullen proberen een definitie in eenvoudige bewoordingen te geven en alle benodigde formules te geven.
Het concept "elektrische lading"Dit jaar voor het eerst geïntroduceerd in 1875. De verwoording Wet van Coulomb stelt dat de kracht die werkt tussen twee geladen deeltjes die in een rechte lijn zijn gericht, recht evenredig is met de lading en omgekeerd evenredig met het kwadraat van de afstand ertussen.
Dit betekent dat door de ladingen 2 keer te verplaatsen, de kracht van hun interactie met vier keer zal afnemen. En zo ziet het er in vectorvorm uit:
Toepasselijkheidslimiet van het bovenstaande:
- punt kosten;
- uniform geladen lichamen;
- zijn werking is geldig op grote en korte afstanden.
De verdiensten van Charles Coulomb in de ontwikkeling van moderne elektrotechniek zijn groot, maar laten we verder gaan met het hoofdonderwerp van het artikel - de wet van behoud van lading. Hij beweert dat de som van alle geladen deeltjes in een gesloten systeem onveranderd is. In eenvoudige bewoordingen kunnen ladingen niet zomaar verschijnen of verdwijnen. Tegelijkertijd verandert het niet in de tijd en kan het worden gemeten (of gedeeld, gekwantiseerd) in delen die veelvouden zijn van een elementaire elektrische lading, dat wil zeggen een elektron.
Maar bedenk dat in een geïsoleerd systeem nieuwe geladen deeltjes alleen ontstaan onder invloed van bepaalde krachten of als gevolg van processen. Er ontstaan dus ionen als gevolg van de ionisatie van bijvoorbeeld gassen.
Als u zich zorgen maakt over de vraag, wie en wanneer heeft de wet van behoud van lading ontdekt? Het werd in 1843 bevestigd door de grote wetenschapper Michael Faraday. In experimenten die de behoudswet bevestigen, wordt de hoeveelheid ladingen gemeten door elektrometers, het uiterlijk wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding:
Maar laten we onze woorden met oefening bevestigen. Neem twee elektrometers, plaats een metalen schijf op de staaf van één, bedek deze met een doek. Nu hebben we nog een metalen schijf nodig op de diëlektrische handgreep. Er zijn er drie op een schijf die op een elektrometer ligt en ze worden geëlektrificeerd. Wanneer de schijf met de diëlektrische handgreep wordt verwijderd, zal de elektrometer laten zien hoe opgeladen deze is geworden, we raken de tweede elektrometer aan met de schijf met de diëlektrische handgreep. De pijl zal ook afwijken. Als we nu twee elektrometers sluiten met een staaf op de diëlektrische handgrepen, zullen hun pijlen terugkeren naar hun oorspronkelijke positie. Dit suggereert dat de totale of resulterende elektrische lading nul is en dat de waarde in het systeem hetzelfde blijft.
Daarom volgt de formule die de wet van behoud van elektrische lading beschrijft:
De volgende formule zegt dat de verandering in de elektrische lading in het volume gelijk is aan de totale stroom door het oppervlak. Dit wordt ook wel de "continuïteitsvergelijking" genoemd.
En als we naar een heel klein volume gaan, krijgen we de wet van behoud van lading in differentiële vorm.
Het is ook belangrijk om te vertellen hoe lading en massagetal verband houden. Als we het hebben over de structuur van stoffen, horen we vaak woorden als moleculen, atomen, protonen en dergelijke. Dus het massagetal is het totale aantal protonen en neutronen, en het aantal protonen en elektronen in de kern wordt het ladingsgetal genoemd. Met andere woorden, het ladingsgetal wordt de lading van de kern genoemd en hangt altijd af van de samenstelling ervan. Welnu, de massa van een element hangt af van het aantal deeltjes.
Ten slotte raden we aan om de video te bekijken, waarin dit hele onderwerp in meer detail wordt besproken:
Daarom hebben we kort de problemen onderzocht die verband houden met de wet van behoud van elektrische lading. Het is een van de fundamentele wetten van de natuurkunde, samen met de wetten van behoud van momentum en energie. Zijn actie is onberispelijk en met het verstrijken van de tijd en de ontwikkeling van technologie is het niet mogelijk om de geldigheid ervan te weerleggen. Wij hopen dat u na het lezen van onze uitleg alle hoofdlijnen van deze wet duidelijk bent geworden!
Gerelateerde materialen:
- De wetten van Faraday in scheikunde en natuurkunde
- Wat is zelfinductie?
- Regel van de gimbal, rechter- en linkerhand
(0)ik hou niet van
(0)
