വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ സംരക്ഷണ നിയമം

വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ സംരക്ഷണ നിയമത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ലേഖനം

പ്രപഞ്ചത്തിലെ എല്ലാ വസ്തുക്കളും ആറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. ആറ്റങ്ങൾ പ്രോട്ടോണുകൾ, ന്യൂട്രോണുകൾ, ഇലക്ട്രോണുകൾ എന്നിവയാൽ നിർമ്മിതമാണ്. പ്രോട്ടോണിന് പോസിറ്റീവ് വൈദ്യുത ചാർജ് ഉണ്ട്; ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് നെഗറ്റീവ് വൈദ്യുത ചാർജ് ഉണ്ട്, ന്യൂട്രോണുകൾക്ക് വൈദ്യുത ചാർജ് ഇല്ല. ആറ്റത്തിനുള്ളിൽ, ചില ഇലക്ട്രോണുകൾ, പ്രോട്ടോണുകൾ, ന്യൂട്രോണുകൾ എന്നിവയുണ്ട്. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തിന് തുല്യമാണെങ്കിൽ, ആറ്റത്തിലെ ആകെ വൈദ്യുത ചാർജ് പൂജ്യമാണ്. ഇതുപോലുള്ള ആറ്റങ്ങൾ വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണ്. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, ആറ്റം നെഗറ്റീവ് വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ആയി മാറുന്നു. ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിൽ, ആറ്റം പോസിറ്റീവ് വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ആയി മാറുന്നു.

ഓരോ വസ്തുവും ആറ്റങ്ങൾ ചേർന്നതാണ്, അതിനാൽ ഒരു വസ്തുവിനെ നിർമ്മിക്കുന്ന ആറ്റങ്ങൾക്ക് പ്രോട്ടോണുകളുടെ അത്രയും ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ആ വസ്തു ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുകയോ നിഷ്പക്ഷമാകുകയോ ഇല്ല. നേരെമറിച്ച്, ആറ്റങ്ങൾക്ക് പ്രോട്ടോണുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, ആ വസ്തു നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടും. അതുപോലെ, ആറ്റങ്ങൾക്ക് പ്രോട്ടോണുകളേക്കാൾ കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോണുകൾ മാത്രമേ ഉള്ളൂവെങ്കിൽ, ആ വസ്തു പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടും.

നിത്യജീവിതത്തിൽ കാണപ്പെടുന്ന പല വസ്തുക്കളും വൈദ്യുതപരമായി നിഷ്പക്ഷമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ വസ്തുക്കളെ വൈദ്യുത ചാർജുള്ള ഒരു വസ്തുവാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും. വൈദ്യുതി ചാർജുള്ളതിൽ നിന്ന് നിഷ്പക്ഷമായ വസ്തുക്കളെ ഘർഷണം വഴിയോ ഇൻഡക്ഷൻ വഴിയോ മാറ്റാം. ഘർഷണ രീതിയിൽ, വൈദ്യുത ചാർജ് ചെയ്യേണ്ട വസ്തുക്കളെ മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു,

നേരെമറിച്ച്, ഇൻഡക്ഷൻ രീതിയിൽ, വൈദ്യുത ചാർജുള്ള വസ്തുക്കൾ സമ്പർക്കത്തിൽ വരുന്നില്ല, മറിച്ച് വൈദ്യുത ചാർജുള്ള മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി മാത്രമേ അടുത്തുള്ളൂ.

തുടക്കത്തിൽ ന്യൂട്രൽ ആയ പ്ലാസ്റ്റിക്, ഉണങ്ങിയ മുടിയിൽ ഉരച്ചാൽ വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ആകും. പ്ലാസ്റ്റിക് വൈദ്യുത ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെട്ടു എന്നതിന് തെളിവ്, മുമ്പ് ഉണങ്ങിയ മുടിയിൽ ഉരച്ച രണ്ട് പ്ലാസ്റ്റിക് ദണ്ഡുകൾ പരസ്പരം അകറ്റുന്നു എന്നതാണ്. രണ്ട് പ്ലാസ്റ്റിക് ദണ്ഡുകളും പരസ്പരം അകറ്റുന്നത് അവയ്ക്ക് സമാനമായ ചാർജുകൾ ഉള്ളതിനാലാണ്. വൈദ്യുത ചാർജ് എന്ന വിഷയത്തിൽ വിശദീകരിച്ചതുപോലെ, ബെഞ്ചമിൻ ഫ്രാങ്ക്‌ളിന്റെ (1706-1790) ഉപദേശം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കരാർ അനുസരിച്ച്, പ്ലാസ്റ്റിക് കൈവശം വച്ചിരിക്കുന്ന വൈദ്യുത ചാർജ് നെഗറ്റീവ് ചാർജായി നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. പ്ലാസ്റ്റിക് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ചെയ്തിരിക്കുന്നതിനാൽ പ്ലാസ്റ്റിക്കിലെ മൊത്തം ഇലക്ട്രോണുകളുടെ എണ്ണം പ്രോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ന്യൂട്രൽ പ്ലാസ്റ്റിക്കിൽ, പ്ലാസ്റ്റിക് കൈവശം വച്ചിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അധികഭാഗം ഇപ്പോൾ മുടിയിൽ നിന്നാണെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. പ്ലാസ്റ്റിക്കും മുടിയും തമ്മിലുള്ള ഘർഷണ സമയത്ത് മുടിയിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കിലേക്ക് നീങ്ങുന്നു. മുടി തുടക്കത്തിൽ ന്യൂട്രൽ ആയതിനാൽ ഇലക്ട്രോണുകൾ പ്ലാസ്റ്റിക്കിലേക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, മുടിയിൽ ഇലക്ട്രോണുകളും അധിക പ്രോട്ടോണുകളും ഇല്ല. പ്ലാസ്റ്റിക് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആകുകയും മുടി പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ആകുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഘർഷണ സമയത്ത് ചാർജ് നഷ്ടപ്പെടുന്നില്ല; ഘർഷണ സമയത്ത് ചാർജ് സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നില്ല, സംഭവിക്കുന്നത് ചാർജിന്റെ കൈമാറ്റം ആണ്. പ്ലാസ്റ്റിക് നെഗറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആയി മാറുന്നു, മുടി പോസിറ്റീവ് ചാർജ്ജ് ആയി മാറുന്നു.

ഒരു അടഞ്ഞ സംവിധാനത്തിൽ, വൈദ്യുത ചാർജുകൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയോ നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയോ ചെയ്യുന്നില്ല, മറിച്ച് ഒരു വസ്തുവിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് മാത്രമേ നീങ്ങുകയുള്ളൂ എന്ന് വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ സംരക്ഷണ നിയമം പറയുന്നു. ഏതൊരു പ്രക്രിയയിലും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ ആകെ തുക പൂജ്യമാണ്.

ഒരു വസ്തു പോസിറ്റീവ് ആയി ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുമ്പോൾ, അതേ സമയം മറ്റൊരു വസ്തു നെഗറ്റീവ് ആയി ചാർജ്ജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അവിടെ ഓരോ വസ്തുവിനും ഒരേ നെറ്റ് ചാർജുകൾ ഉണ്ട്. മുകളിലുള്ള പ്രസ്താവനയിലെ അടച്ച സിസ്റ്റം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പ്ലാസ്റ്റിക്കും മുടിയും പരസ്പരം ഉരസുമ്പോൾ, വൈദ്യുത ചാർജിന്റെ കൈമാറ്റം പ്ലാസ്റ്റിക്കിനും മുടിക്കും ഇടയിൽ മാത്രമേ സംഭവിക്കുന്നുള്ളൂ എന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, വായു ഉൾപ്പെടുന്നില്ല.