Zakon održanja električnog naboja

Svaki materijal u svemiru je u suštini sastavljen od atoma . Atomi se sastoje od protona, neutrona i elektrona. Protoni su pozitivno naelektrisani, elektroni su negativno naelektrisani, a neutroni su nenaelektrisani. Atom sadrži određeni broj elektrona, protona i neutrona. Ako je broj elektrona jednak broju protona, ukupni električni naboj na atomu je nula. Takav atom je električno neutralan. Ako je broj elektrona veći od broja protona, atom ima višak elektrona, što ga čini negativno naelektrisanim. Ako je broj elektrona veći od broja protona, atom ima višak protona, što ga čini pozitivno naelektrisanim.

Svaki materijal je u osnovi sastavljen od atoma, tako da ako atomi koji čine objekt u cjelini imaju jednako elektrona kao protona, onda objekt nema naboj ili je neutralan. S druge strane, ako atomi koji čine objekt u cjelini imaju više elektrona nego protona, onda objekt ima negativno naboje. Slično tome, ako atomi koji čine objekt u cjelini imaju manje elektrona nego protona, onda objekt ima pozitivno naboje.

Mnogi predmeti s kojima se susrećemo u svakodnevnom životu su u suštini električno neutralni. Međutim, ovi predmeti se mogu električno naelektrisati. Promjena električno neutralnog predmeta u električno naelektrisani može se izvršiti trenjem ili indukcijom. U eksperimentu s električnim nabojem objasnili smo kako promijeniti neutralni predmet u električno naelektrisani trenjem s drugim predmetom. U eksperimentu punjenja predmeta indukcijom također smo razmatrali proces promjene neutralnog predmeta u električno naelektrisani indukcijom. Kod metode trenja, predmet koji se električno naelektriše dodiruje se drugim predmetom, dok se kod indukcijske metode predmet koji se električno naelektriše ne dodiruje, već se jednostavno približava drugom električno naelektrisanom predmetu.

Plastika koja je u početku bila neutralna postaje električno nabijena nakon trljanja o suho krzno ili dlaku. Dokaz da je plastika električno nabijena je taj što se dva plastična štapića koja su prethodno trljana o suho krzno ili dlaku odbijaju. Dva plastična štapića se odbijaju jer oba imaju isti naboj. Kao što je objašnjeno u temi o električnom naboju , prema sporazumu zasnovanom na prijedlogu Benjamina Franklina (1706-1790), električni naboj koji posjeduje plastika određuje se kao negativni naboj. Plastika je negativno nabijena jer je ukupan broj elektrona u plastici veći od broja protona. U početku je plastika neutralna, pa se može zaključiti da višak elektrona koje plastika trenutno ima dolazi iz suhog krzna ili dlake. Elektroni u krznu ili dlaci se kreću prema plastici tokom trenja između plastike i krzna ili dlake. Krzno je u početku neutralno, pa kada se njegovi elektroni kreću prema plastici, krznu nedostaju elektroni i ima višak protona. Krzno ima višak protona, pa krzno postaje pozitivno nabijeno. Nakon trenja, plastika postaje negativno nabijena, a krzno postaje pozitivno nabijeno.

Broj elektrona prenesenih s krzna na plastiku jednak je broju elektrona izgubljenih iz plastike. Nakon trenja, plastika ima višak elektrona pa postaje negativno naelektrisana, dok kosa postaje manje elektrona pa postaje pozitivno naelektrisana. Neto naelektrisanje na plastici = broj elektrona – broj protona. Slično tome, neto naelektrisanje pera = broj protona – broj elektrona. Tokom trenja se ne gubi naelektrisanje, niti se naelektrisanje stvara tokom trenja, već se dešava prenos naelektrisanja. Plastika postaje negativno naelektrisana, a pero postaje pozitivno naelektrisano. Dakle, električni naelektrisanje je vječno.
Zakon održanja električnog naboja navodi da se u zatvorenom sistemu električni naboj ne stvara niti uništava, već se samo prenosi s jednog objekta na drugi. Kada jedan objekt postane pozitivno naelektrisan, drugi objekt istovremeno postaje negativno naelektrisan, pri čemu svaki objekt ima isti neto naboj. Zatvoreni sistem u gornjoj izjavi ilustrovan je na sljedeći način. Na primjer, kada se plastika i krzno trljaju jedno o drugo, pretpostavlja se da se prijenos električnog naboja događa samo između plastike i krzna. Dakle, samo krzno i ​​plastika međusobno djeluju. U stvarnosti, oko nas postoji zrak, tako da je zrak naravno također uključen u proces trenja između plastike i krzna. Ako se uzme u obzir i zrak, zakon održanja naboja i dalje vrijedi za plastiku, krzno i ​​zrak. Ako nakon trenja plastika postane negativno naelektrisana za 5, na primjer, a krzno postane negativno naelektrisano za 3, tada i okolni zrak postaje negativno naelektrisan za 2. Dakle, ukupni električni naboj između ova tri objekta koja međusobno djeluju je nula. Ako samo plastika i krzno djeluju, kada plastika postane negativno naelektrisana za 5, krzno postaje pozitivno naelektrisano za 5, tako da je ukupni električni naboj plastike i krzna nula. Naboji od 2, 3 ili 5 su samo primjeri. U stvarnosti, količina električnog naboja nije toliko velika, već je višekratnik naboja elektrona ili protona. Molimo vas da proučite temu. električni naboj da razjasnite svoje razumijevanje količine električnog naboja koji objekt posjeduje.

 

Tinggalkan komentar