Ο νόμος διατήρησης των ηλεκτρικών φορτίων

Άρθρο σχετικά με τον νόμο διατήρησης των ηλεκτρικών φορτίων

Κάθε υλικό στο σύμπαν αποτελείται από άτομα. Τα άτομα αποτελούνται από πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Το πρωτόνιο είναι θετικά ηλεκτρικά φορτισμένο. Τα ηλεκτρόνια είναι αρνητικά ηλεκτρικά φορτισμένα, τα νετρόνια δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένα. Μέσα στο άτομο, υπάρχουν κάποια ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια. Εάν ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι ίσος με τον αριθμό των πρωτονίων, το συνολικό ηλεκτρικό φορτίο του ατόμου είναι μηδέν. Άτομα σαν κι αυτό είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Εάν ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των πρωτονίων, τότε το άτομο γίνεται αρνητικά ηλεκτρικά φορτισμένο. Εάν ο αριθμός των ηλεκτρονίων είναι μικρότερος από τον αριθμό των πρωτονίων, τότε το άτομο γίνεται θετικά ηλεκτρικά φορτισμένο.

Κάθε υλικό αποτελείται από άτομα, επομένως εάν τα άτομα που αποτελούν ένα αντικείμενο έχουν τόσα ηλεκτρόνια όσα και τα πρωτόνια, τότε το αντικείμενο δεν είναι φορτισμένο ή ουδέτερο. Αντίθετα, εάν τα άτομα έχουν περισσότερα ηλεκτρόνια από πρωτόνια, τότε το αντικείμενο είναι αρνητικά φορτισμένο. Ομοίως, εάν τα άτομα έχουν λιγότερα ηλεκτρόνια από πρωτόνια, τότε το αντικείμενο είναι θετικά φορτισμένο.

Πολλά αντικείμενα που συναντώνται στην καθημερινή ζωή είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Ωστόσο, αυτά τα αντικείμενα μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα. Η μετατροπή ουδέτερων αντικειμένων σε ηλεκτρικά φορτισμένα μπορεί να γίνει μέσω τριβής ή επαγωγής. Στη μέθοδο τριβής, αντικείμενα που πρόκειται να φορτιστούν ηλεκτρικά έρχονται σε επαφή με άλλα αντικείμενα,

Αντίθετα, στη μέθοδο επαγωγής, τα ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα δεν έρχονται σε επαφή αλλά βρίσκονται μόνο κοντά σε άλλα ηλεκτρικά φορτισμένα αντικείμενα.

Ένα αρχικά ουδέτερο πλαστικό φορτίζεται ηλεκτρικά μετά από τρίψιμο με στεγνά μαλλιά. Απόδειξη ότι το πλαστικό έχει φορτιστεί ηλεκτρικά είναι δύο πλαστικές ράβδοι που έχουν προηγουμένως τριφτεί με στεγνά μαλλιά, απωθώντας η μία την άλλη. Και οι δύο πλαστικές ράβδοι απωθούνται επειδή έχουν παρόμοια φορτία. Όπως εξηγείται στο θέμα του ηλεκτρικού φορτίου, σύμφωνα με τη συμφωνία που βασίζεται στη συμβουλή του Βενιαμίν Φραγκλίνου (1706-1790), το ηλεκτρικό φορτίο που συγκρατείται από το πλαστικό καθορίζεται ως αρνητικό φορτίο. Το πλαστικό είναι αρνητικά φορτισμένο, έτσι ώστε ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων στο πλαστικό να είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των πρωτονίων. Στο ουδέτερο πλαστικό, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η περίσσεια ηλεκτρονίων που κατέχει το πλαστικό προέρχεται τώρα από την τρίχα. Τα ηλεκτρόνια στην τρίχα μετακινούνται προς το πλαστικό κατά την τριβή μεταξύ πλαστικού και τρίχας. Η τρίχα είναι αρχικά ουδέτερη, έτσι ώστε όταν τα ηλεκτρόνια μετακινούνται προς το πλαστικό, η τρίχα στερείται ηλεκτρονίων και περίσσεια πρωτονίων. Το πλαστικό φορτίζεται αρνητικά και η τρίχα φορτίζεται θετικά.

Δεν υπάρχει απώλεια φορτίου κατά την τριβή. Το φορτίο δεν δημιουργείται κατά την τριβή, αυτό που συμβαίνει είναι η μεταφορά φορτίου. Το πλαστικό φορτίζεται αρνητικά και η τρίχα φορτίζεται θετικά.

Ο νόμος διατήρησης των ηλεκτρικών φορτίων ορίζει ότι σε ένα κλειστό σύστημα, τα ηλεκτρικά φορτία δεν δημιουργούνται ούτε καταστρέφονται, αλλά μόνο μετακινούνται από το ένα αντικείμενο στο άλλο. Η καθαρή ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου που παράγεται σε οποιαδήποτε διαδικασία είναι μηδέν.

Όταν ένα αντικείμενο φορτίζεται θετικά, ταυτόχρονα ένα άλλο αντικείμενο φορτίζεται αρνητικά, όπου κάθε αντικείμενο έχει τα ίδια καθαρά φορτία. Το κλειστό σύστημα στην παραπάνω πρόταση απεικονίζεται ως εξής. Για παράδειγμα, όταν το πλαστικό και τα μαλλιά τρίβονται μεταξύ τους, θεωρείται ότι η μεταφορά ηλεκτρικού φορτίου συμβαίνει μόνο μεταξύ πλαστικού και μαλλιών, χωρίς να εμπλέκεται αέρας.

Αφήστε ένα σχόλιο