Какъв е законът за опазване на заряда

Концепцията за „електрически заряд»Въведен за първи път през 1875 г. формулировка висящо право твърди, че силата, която действа между две заредени частици, насочени по права линия, е пряко пропорционална на заряда и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.

Това означава, че като махнете зарядите 2 пъти, силата на тяхното взаимодействие ще намалее с четири пъти. Ето как изглежда във векторна форма:

Ограничението на приложимост на горното:

• точкови такси;
• равномерно заредени тела;
• ефектът му е валиден на големи и малки разстояния.

Заслугата на Чарлз Кулом в развитието на съвременната електротехника е голяма, но нека да преминем към основната тема на статията - законът за опазване на заряда. Той твърди, че сумата от всички заредени частици в затворена система е непроменена. С прости думи, таксите не могат да възникнат или изчезнат точно така. Нещо повече, тя не се променя във времето и може да бъде измерена (или разделена, квантована) от части, кратни на елементарен електрически заряд, тоест електрон.

Но не забравяйте, че в изолирана система новите заредени частици възникват само под въздействието на определени сили или в резултат на някакви процеси. Така например йони възникват в резултат на йонизация на газовете.

Ако се притеснявате от въпроса, от кого и кога е отворен законът за опазване на таксата? Това е потвърдено през 1843 г. от големия учен - Майкъл Фарадей. При експерименти, потвърждаващи закона за запазване, броят на зарядите се измерва с електрометри, външният му вид е показан на фигурата по-долу:

Но ще потвърдим думите си с практика. Вземете два електрометра, поставете метален диск върху пръта на един, покрийте го с кърпа. Сега имаме нужда от друг метален диск на диелектричната дръжка. Тримата му са на диск, лежащ на електрометър, и те са електрифицирани. Когато дискът с диелектричната дръжка е отстранен - ​​електрометърът ще покаже колко е зареден, с диска с диелектричната дръжка докосваме втория електромер. Стрелата му също ще се отклони. Ако сега затворим два електрометра с прът на диелектрични дръжки - стрелките им се връщат в първоначалното си положение. Това предполага, че общият или произтичащият електрически заряд е нулев, а стойността му в системата остава същата.

От тук следва формулата, описваща закона за запазване на електрическия заряд:

Следващата формула предполага, че промяна в електрическия заряд в обема е еквивалентна на общия ток през повърхността. Това също се нарича "уравнение за приемственост".

И ако преминем към много малък обем, получаваме закона за запазване на заряда в диференциална форма.

Важно е също да се каже как са свързани зарядът и масовият брой. Когато говорим за структурата на веществата, често звучат такива думи като молекули, атоми, протони и други подобни. Значи масовото число е общият брой протони и неутрони, а броят на протоните и електроните в ядрото се нарича зарядно число. С други думи, номерът на заряда е зарядът на ядрото и винаги зависи от неговия състав. Е, масата на един елемент зависи от броя на неговите частици.

В крайна сметка препоръчваме да гледате видео, в което цялата тази тема е разгледана по-подробно:

По този начин разгледахме накратко въпросите, свързани със закона за запазване на електрическия заряд. Това е един от основните закони на физиката, заедно със законите за запазване на инерцията и енергията. Действието му е безупречно и с течение на времето и с развитието на технологиите не е възможно да се опровергае неговата справедливост. Надяваме се, че след като прочетете нашето обяснение, ще разберете всички ключови моменти от този закон!

Свързани материали:

• Закони на Фарадей в химията и физиката
• Какво е самоиндукция?
• Правило на гимлет, дясна и лява ръка