Lov om bevaring af elektrisk ladning

Uanset hvad der sker i verden, er der en vis total elektrisk ladning i universet, hvis størrelse altid forbliver uændret. Selvom afgiften af ​​en eller anden grund ophører med at eksistere ét sted, vil den helt sikkert ende et andet sted. Det betyder, at ladningen ikke kan forsvinde for altid.

Dette faktum blev etableret og undersøgt af Michael Faraday. Han rejste engang en enorm hul metalkugle i sit laboratorium, til hvis ydre overflade han tilsluttede et ultrafølsomt galvanometer. Kuglens størrelse gjorde det muligt at placere et helt laboratorium inde i den.

Og det gjorde Faraday også. Han begyndte at bringe det mest varierede elektriske udstyr til sin rådighed i bolden, og begyndte derefter at eksperimentere. Da han var i bolden, begyndte han at gnide glasstænger med pels, starte elektrostatiske maskiner osv. Men uanset hvor hårdt Faraday prøvede, steg boldens ladning ikke. Det lykkedes på ingen måde videnskabsmanden at skabe en ladning.

Og det forstår vi, fordi når man gnider en glasstang med en pels, selvom stangen får en positiv ladning, får pelsen straks en negativ ladning med samme mængde, og summen af ​​ladningen på pelsen og stangen er nul .

Et galvanometer uden for bolden ville helt sikkert afspejle kendsgerningen af ​​en ændring i ladningen, hvis en "ekstra" ladning dukkede op i Faradays laboratorium, men intet af den slags skete. Fuld opladning er gemt.

Et andet eksempel. En neutron er oprindeligt en uladet partikel, men en neutron kan henfalde til en proton og en elektron. Og selvom neutronen i sig selv er neutral, det vil sige dens ladning er nul, bærer de partikler, der er født som følge af dens henfald, elektriske ladninger med modsat fortegn og lige i antal. Den samlede ladning af universet har ikke ændret sig overhovedet, den forbliver konstant.

Et andet eksempel er en positron og en elektron. Positronen er elektronens antipartikel, den har den modsatte ladning af elektronen og er i det væsentlige et spejlbillede af elektronen. Når de mødes, tilintetgør elektronen og positronen hinanden, da et gamma-kvante (elektromagnetisk stråling) fødes, men den samlede ladning forbliver igen uændret. Den omvendte proces er også sand (se figuren ovenfor).

Loven om bevarelse af elektrisk ladning er formuleret som følger: Den algebraiske sum af ladninger i et elektrisk lukket system er bevaret. Eller sådan her: med hver vekselvirkning mellem kroppene forbliver deres samlede elektriske ladning uændret.

Elektriske ladningsændringer i dele (kvantiseret)

Elektrisk ladning har en usædvanlig egenskab - den ændrer sig altid i dele. Overvej en ladet partikel. Dens ladning kan for eksempel være en del af ladningen eller to dele af ladningen, minus en eller minus to dele.En elementær (minimum faktisk eksisterende langlivede partikler) negativ ladning har en elektron.

Elektronladningen er 1.602 176 6208 (98) x 10-19 vedhæng. Denne mængde ladning er minimumsdelen (et kvantum af elektrisk ladning). De små stykker elektrisk ladning kan bevæge sig i varierende mængder fra et sted i rummet til et andet, men den samlede ladning er altid og overalt bevaret, og kan i princippet måles som antallet af disse små stykker.

Elektriske ladninger er kilder til elektriske og magnetiske felter

Det er værd at bemærke, at elektriske ladninger er kilder til elektriske og magnetiske felter… Derfor gør den elektriske tilgang det muligt at bestemme mængden af ​​ladning på en eller anden af ​​dens bærere. Ladning er også et mål for samspillet mellem et ladet legeme og et elektrisk felt. Som et resultat kan elektricitet argumenteres for at være et fænomen forbundet med ladninger i hvile (statisk elektricitet, elektrisk felt) eller bevægelse (strøm, magnetisk felt).