מה דין שימור החיוב

הקונספט של "מטען חשמלי»הוצג לראשונה בשנת 1875 בזה. ניסוח חוק התליון טוען כי הכוח הפועל בין שני חלקיקים טעונים המכוונים בקו ישר הוא ביחס ישיר למטען ויחס הפוך לריבוע המרחק ביניהם.

משמעות הדבר היא, לאחר הסרת המטענים פי 2, כוח האינטראקציה שלהם יקטן בארבע פעמים. וככה זה נראה בצורה וקטורית:

גבול תחולתם של האמור לעיל:

• חיובי נקודה;
• גופות טעונות באופן שווה;
• השפעתו תקפה למרחקים גדולים וקטנים.

יתרונותיו של צ'רלס קולומב בפיתוח הנדסת חשמל מודרנית הם גדולים, אך בואו נעבור לנושא המרכזי של המאמר - חוק שימור המטען. הוא טוען כי סכום כל החלקיקים הטעונים במערכת סגורה אינו משתנה. במילים פשוטות, מטענים אינם יכולים להתעורר או להיעלם סתם כך. יתר על כן, זה לא משתנה בזמן וניתן למדוד (או לחלק, לכמת) על ידי חלקים שהם כפל של מטען חשמלי אלמנטרי, כלומר אלקטרון.

אך זכרו שבמערכת מבודדת, חלקיקים טעונים חדשים מתעוררים רק תחת השפעת כוחות מסוימים או כתוצאה מתהליכים כלשהם. כך יונים נוצרים כתוצאה מיינון גז למשל.

אם אתם מודאגים מהשאלה, על ידי מי ומתי חוק שימור האשמות פתוח? זה אושר בשנת 1843 על ידי המדען הגדול - מייקל פאראדיי. בניסויים המאשרים את חוק השימור, מספר המטענים נמדד על ידי אלקטרומטרים, המראה שלו מוצג באיור שלהלן:

אך אנו נאשר את דברינו בתרגול. קח שני אלקטרומטרים, הניח דיסק מתכת על המוט של אחד, כסה אותו בבד. עכשיו אנו זקוקים לדיסק מתכת נוסף על הידית הדיאלקטרית. השלושה שלו נמצאים על דיסק שוכב על אלקטרומטר, והם מחשמלים. כאשר מוסר הדיסק עם הידית הדיאלקטרית - האלקטרומטר יראה עד כמה הוא טעון, כאשר הדיסק עם הידית הדיאלקטרית אנו נוגעים באלקטרומטר השני. גם החץ שלו יסטה. אם עכשיו נסגור שני אלקטרומטרים עם מוט על ידיות דיאלקטריות - החצים שלהם חוזרים למקומם המקורי. זה מצביע על כך שהמטען החשמלי הכולל או שהתקבל הוא אפס, וערכו במערכת נשאר זהה.

מכאן עוקבת הנוסחה המתארת ​​את חוק שימור המטען החשמלי:

הנוסחה הבאה מציעה ששינוי במטען החשמלי בנפח שווה לזרם הכולל דרך פני השטח. זה נקרא גם "משוואת המשכיות".

ואם נעבור לנפח קטן מאוד, נקבל את חוק שימור המטען בצורה דיפרנציאלית.

חשוב גם לדעת כיצד המטען ומספר המסה קשורים. כשמדברים על מבנה של חומרים נשמעים לעתים קרובות מילים כמו מולקולות, אטומים, פרוטונים וכדומה. אז המספר המוני הוא המספר הכולל של הפרוטונים והנויטרונים, ומספר הפרוטונים והאלקטרונים בגרעין נקרא מספר המטען. במילים אחרות, מספר המטען הוא המטען של הגרעין, והוא תמיד תלוי בהרכבו. ובכן, מסת המרכיב תלויה במספר החלקיקים שלו.

בסופו של דבר אנו ממליצים לצפות בסרטון שעליו נבחן הנושא הזה ביתר פירוט:

כך בחנו בקצרה סוגיות הקשורות לחוק שימור מטען חשמלי. זהו אחד מחוקי היסוד של הפיזיקה יחד עם חוקי שימור המומנטום והאנרגיה. פעולתה ללא דופי ועם הזמן והתפתחות הטכנולוגיה אינה מצליחה להפריך את צדקתה. אנו מקווים כי לאחר שתקראו את ההסבר שלנו תוכלו להבין את כל נקודות המפתח בחוק זה!

חומרים קשורים:

• חוקים של פאראדיי בכימיה ופיזיקה
• מהי אינדוקציה עצמית?
• כלל הגימלט, יד ימין ושמאל