વિદ્યુત ચાર્જના સંરક્ષણના કાયદા વિશે લેખ
બ્રહ્માંડમાં દરેક પદાર્થ પરમાણુઓથી બનેલો છે. પરમાણુઓ પ્રોટોન, ન્યુટ્રોન અને ઇલેક્ટ્રોનથી બનેલા હોય છે. પ્રોટોન હકારાત્મક રીતે વિદ્યુતભારિત હોય છે; ઇલેક્ટ્રોન નકારાત્મક રીતે વિદ્યુતભારિત હોય છે, ન્યુટ્રોન વિદ્યુતભારિત નથી હોતા. પરમાણુની અંદર, કેટલાક ઇલેક્ટ્રોન, પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોન હોય છે. જો ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય, તો પરમાણુ પરનો કુલ વિદ્યુતભાર શૂન્ય હોય છે. આવા પરમાણુ વિદ્યુતભારિત હોય છે. જો ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા કરતા વધુ હોય, તો પરમાણુ નકારાત્મક રીતે વિદ્યુતભારિત બને છે. જો ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા કરતા ઓછી હોય, તો પરમાણુ હકારાત્મક રીતે વિદ્યુતભારિત બને છે.
દરેક પદાર્થ પરમાણુઓનો બનેલો હોય છે, તેથી જો પદાર્થ બનાવતા પરમાણુઓમાં પ્રોટોન જેટલા ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો પદાર્થ ચાર્જ થયેલ નથી અથવા તટસ્થ નથી. તેનાથી વિપરીત, જો પરમાણુઓમાં પ્રોટોન કરતા વધુ ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો પદાર્થ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે. તેવી જ રીતે, જો પરમાણુઓમાં પ્રોટોન કરતા ઓછા ઇલેક્ટ્રોન હોય, તો પદાર્થ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે.
રોજિંદા જીવનમાં જોવા મળતી ઘણી વસ્તુઓ વિદ્યુત રીતે તટસ્થ હોય છે. જોકે, આ વસ્તુઓને વિદ્યુત રીતે ચાર્જ થયેલ વસ્તુમાં બદલી શકાય છે. વિદ્યુત ચાર્જથી તટસ્થ વસ્તુઓને બદલીને ઘર્ષણ દ્વારા અથવા ઇન્ડક્શન દ્વારા કરી શકાય છે. ઘર્ષણ પદ્ધતિમાં, જે વસ્તુઓ વિદ્યુત રીતે ચાર્જ થવાની હોય છે તેનો સંપર્ક અન્ય વસ્તુઓ સાથે થાય છે,
તેનાથી વિપરીત, ઇન્ડક્શન પદ્ધતિમાં, વિદ્યુત ચાર્જ થયેલ પદાર્થો સંપર્કમાં આવતા નથી પરંતુ ફક્ત અન્ય વિદ્યુત ચાર્જ થયેલ પદાર્થોની નજીક હોય છે.
શરૂઆતમાં તટસ્થ પ્લાસ્ટિક સૂકા વાળ સાથે ઘસ્યા પછી ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ થાય છે. પ્લાસ્ટિક ઇલેક્ટ્રિકલી ચાર્જ થયું છે તેનો પુરાવો બે પ્લાસ્ટિકના સળિયા છે જે અગાઉ સૂકા વાળ સાથે ઘસવામાં આવ્યા હતા, જે એકબીજાને ભગાડે છે. બંને પ્લાસ્ટિકના સળિયા એકબીજાને ભગાડે છે કારણ કે તેમની પાસે સમાન ચાર્જ છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના વિષયમાં સમજાવ્યા મુજબ, બેન્જામિન ફ્રેન્કલિન (1706-1790) ની સલાહ પર આધારિત કરાર અનુસાર, પ્લાસ્ટિક દ્વારા રાખવામાં આવેલ ઇલેક્ટ્રિકલ ચાર્જ નકારાત્મક ચાર્જ તરીકે નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્લાસ્ટિક નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે જેથી પ્લાસ્ટિકમાં ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા કરતા વધુ હોય. તટસ્થ પ્લાસ્ટિકમાં, એવું નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે પ્લાસ્ટિક દ્વારા રાખવામાં આવેલ ઇલેક્ટ્રોનનો વધારાનો ભાગ હવે વાળમાંથી આવે છે. પ્લાસ્ટિક અને વાળ વચ્ચેના ઘર્ષણ દરમિયાન વાળમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રોન પ્લાસ્ટિકમાં જાય છે. વાળ શરૂઆતમાં તટસ્થ હોય છે જેથી જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન પ્લાસ્ટિકમાં જાય છે, ત્યારે વાળમાં ઇલેક્ટ્રોન અને વધારાના પ્રોટોનનો અભાવ હોય છે. પ્લાસ્ટિક નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને વાળ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.
ઘર્ષણ દરમિયાન કોઈ ચાર્જ ખોવાતો નથી; ઘર્ષણ દરમિયાન ચાર્જ બનતો નથી, જે થાય છે તે ચાર્જનું ટ્રાન્સફર છે. પ્લાસ્ટિક નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને વાળ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.
વિદ્યુત ચાર્જના સંરક્ષણનો નિયમ જણાવે છે કે બંધ સિસ્ટમમાં, વિદ્યુત ચાર્જ બનાવવામાં કે નાશ પામતા નથી, પરંતુ ફક્ત એક પદાર્થથી બીજા પદાર્થમાં ખસેડવામાં આવે છે. કોઈપણ પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થતા વિદ્યુત ચાર્જની ચોખ્ખી માત્રા શૂન્ય હોય છે.
જ્યારે કોઈ પદાર્થ ધન વિદ્યુતભારિત થાય છે, ત્યારે તે જ સમયે બીજો પદાર્થ ઋણ વિદ્યુતભારિત થાય છે, જ્યાં દરેક પદાર્થ સમાન ચોખ્ખા વિદ્યુતભારિત હોય છે. ઉપરોક્ત વિધાનમાં બંધ પ્રણાલી નીચે મુજબ દર્શાવવામાં આવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે પ્લાસ્ટિક અને વાળ એકબીજાને ઘસે છે, ત્યારે એવું માનવામાં આવે છે કે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનું ટ્રાન્સફર ફક્ત પ્લાસ્ટિક અને વાળ વચ્ચે જ થાય છે, જેમાં હવાનો સમાવેશ થતો નથી.
