Elektrisk laddning är kropparnas förmåga att vara en källa till elektromagnetiska fält. Så här ser den encyklopediska definitionen av en viktig elektrisk storhet ut. De viktigaste lagarna förknippade med det är Coulombs lag och bevarande av laddning. I den här artikeln kommer vi att överväga lagen om bevarande av elektrisk laddning, vi kommer att försöka ge en definition i enkla ord och tillhandahålla alla nödvändiga formler.
Konceptet "elektrisk laddning"Introducerades första gången 1875 detta år. Ordvalet Coulombs lag anger att kraften som verkar mellan två laddade partiklar riktade i en rät linje är direkt proportionell mot laddningen och omvänt proportionell mot kvadraten på avståndet mellan dem.
Detta innebär att genom att flytta laddningarna 2 gånger kommer kraften i deras interaktion att minska med fyra gånger. Och så här ser det ut i vektorform:
Tillämpningsgräns för ovanstående:
- punktavgifter;
- enhetligt laddade kroppar;
- dess åtgärd är giltig på stora och korta avstånd.
Charles Coulombs förtjänster i utvecklingen av modern elektroteknik är stora, men låt oss gå vidare till artikelns huvudämne - lagen om bevarande av laddning. Han hävdar att summan av alla laddade partiklar i ett slutet system är oförändrad. Med enkla ord kan laddningar inte dyka upp eller försvinna bara så. Samtidigt förändras den inte med tiden och den kan mätas (eller delas, kvantiseras) i delar som är multiplar av en elementär elektrisk laddning, det vill säga en elektron.
Men kom ihåg att i ett isolerat system uppstår nya laddade partiklar endast under påverkan av vissa krafter eller som ett resultat av några processer. Så joner uppstår till exempel som ett resultat av jonisering av gaser.
Om du är orolig över frågan, vem och när upptäckte lagen om bevarande av laddning? Det bekräftades 1843 av den store vetenskapsmannen Michael Faraday. I experiment som bekräftar bevarandelagen mäts mängden laddningar med elektrometrar, dess utseende visas i figuren nedan:
Men låt oss bekräfta våra ord med övning. Ta två elektrometrar, lägg en metallskiva på staven på en, täck den med en trasa. Nu behöver vi ytterligare en metallskiva på det dielektriska handtaget. Det finns tre av det på en skiva som ligger på en elektrometer, och de blir elektrifierade. När skivan med det dielektriska handtaget tas bort kommer elektrometern att visa hur laddad den har blivit, vi rör den andra elektrometern med skivan med det dielektriska handtaget. Dess pil kommer också att avvika. Om vi nu stänger två elektrometrar med en stång på de dielektriska handtagen, kommer deras pilar att återgå till sin ursprungliga position. Detta tyder på att den totala eller resulterande elektriska laddningen är noll, och dess värde i systemet förblir detsamma.
Därför följer formeln som beskriver lagen om bevarande av elektrisk laddning:
Följande formel säger att förändringen i den elektriska laddningen i volymen är ekvivalent med den totala strömmen genom ytan. Detta kallas också "kontinuitetsekvationen".
Och om vi går till en mycket liten volym får vi lagen om bevarande av laddning i differentiell form.
Det är också viktigt att berätta hur laddning och massatal hänger ihop. När man talar om ämnens struktur hörs ofta ord som molekyler, atomer, protoner och liknande. Så masstalet är det totala antalet protoner och neutroner, och antalet protoner och elektroner i kärnan kallas laddningstalet. Med andra ord kallas laddningsnumret för kärnans laddning, och det beror alltid på dess sammansättning. Tja, massan av ett element beror på antalet partiklar.
Slutligen rekommenderar vi att du tittar på videon, som diskuterar hela detta ämne mer i detalj:
Därför undersökte vi kortfattat frågorna relaterade till lagen om bevarande av elektrisk laddning. Det är en av fysikens grundläggande lagar tillsammans med lagarna för bevarande av momentum och energi. Dess agerande är felfritt och med tidens gång och teknikens utveckling är det inte möjligt att motbevisa dess giltighet. Vi hoppas att efter att ha läst vår förklaring har alla nyckelpunkterna i denna lag blivit tydliga för dig!
Relaterat material:
- Faradays lagar i kemi och fysik
- Vad är självinduktion
- Regel för kardan, höger och vänster hand
(0)jag gillar inte
(0)
