Цахилгаан цэнэгийн хадгалагдах хуулийн тухай нийтлэл
Орчлон ертөнцийн бүх материал атомуудаас бүрддэг. Атомууд нь протон, нейтрон, электроноос бүрддэг. Протон нь эерэг цахилгаан цэнэгтэй; электронууд нь сөрөг цахилгаан цэнэгтэй, нейтронууд нь цахилгаан цэнэггүй. Атомын дотор зарим электрон, протон, нейтрон байдаг. Хэрэв электронуудын тоо протонуудын тоотой тэнцүү бол атомын нийт цахилгаан цэнэг тэг болно. Ийм атомууд цахилгаан саармаг байна. Хэрэв электронуудын тоо протонуудын тооноос их байвал атом сөрөг цахилгаан цэнэгтэй болно. Хэрэв электронуудын тоо протонуудын тооноос бага байвал атом эерэг цахилгаан цэнэгтэй болно.
Материал бүр атомуудаас бүрддэг тул хэрэв объектыг бүрдүүлдэг атомууд нь протонтой тэнцүү тооны электронтой бол тухайн объект цэнэгтэй эсвэл төвийг сахисан биш юм. Үүний эсрэгээр, хэрэв атомууд нь протоноос олон электронтой бол тухайн объект сөрөг цэнэгтэй байна. Үүнтэй адилаар, хэрэв атомууд нь протоноос цөөн электронтой бол тухайн объект эерэг цэнэгтэй байна.
Өдөр тутмын амьдралд байдаг олон объект цахилгаан цэнэггүй байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр объектыг цахилгаан цэнэгтэй объект болгон хувиргаж болно. Цэнэгтэй цахилгаанд цэнэггүй объектыг өөрчлөх нь үрэлтийн эсвэл индукцийн аргаар хийгдэж болно. Үрэлтийн аргаар цахилгаан цэнэгтэй объектуудыг бусад объектуудтай холбодог.
эсрэгээрээ, индукцийн аргаар цахилгаан цэнэгтэй биетүүд хүрэлцдэггүй, харин зөвхөн цахилгаан цэнэгтэй бусад биетүүдтэй ойрхон байрладаг.
Анх саармаг хуванцар нь хуурай үсээр үрсний дараа цахилгаан цэнэгтэй болдог. Хуванцар цахилгаан цэнэгтэй байсны нотолгоо нь өмнө нь хуурай үсээр үрж байсан хоёр хуванцар саваа бөгөөд бие биенээ түлхдэг. Хоёр хуванцар саваа хоёулаа ижил төстэй цэнэгтэй тул бие биенээ түлхдэг. Цахилгаан цэнэгийн сэдвээр тайлбарласны дагуу Бенжамин Франклины (1706-1790) зөвлөгөөнд үндэслэсэн гэрээний дагуу хуванцараар хадгалагдаж буй цахилгаан цэнэг нь сөрөг цэнэг гэж тодорхойлогддог. Хуванцар нь сөрөг цэнэгтэй тул хуванцар дахь нийт электронуудын тоо протоны тооноос их байна. Саармаг хуванцар дээр хуванцарт агуулагдаж буй илүүдэл электронууд одоо үснээс гардаг гэж дүгнэж болно. Үсний электронууд нь хуванцар болон үсний хоорондох үрэлтийн үед хуванцар руу шилждэг. Үс нь анх саармаг байдаг тул электронууд хуванцар руу шилжих үед үс нь электрон болон илүүдэл протонгүй болдог. Хуванцар нь сөрөг цэнэгтэй болж, үс нь эерэг цэнэгтэй болдог.
Үрэлтийн үед цэнэг алдагддаггүй; үрэлтийн үед цэнэг үүсдэггүй, харин цэнэгийн шилжилт болдог. Хуванцар сөрөг цэнэгтэй болж, үс нь эерэг цэнэгтэй болдог.
Цахилгаан цэнэгийн хадгалагдах хуульд хаалттай системд цахилгаан цэнэгүүд үүсдэггүй эсвэл устдаггүй, харин зөвхөн нэг объектоос нөгөө объект руу шилждэг гэж заасан байдаг. Аливаа процесст үүссэн цахилгаан цэнэгийн цэвэр хэмжээ тэг юм.
Нэг объект эерэг цэнэгтэй болоход нөгөө объект сөрөг цэнэгтэй болж, объект бүр ижил цэвэр цэнэгтэй болно. Дээрх мэдэгдэлд байгаа хаалттай системийг дараах байдлаар харуулав. Жишээлбэл, хуванцар болон үс бие биенээ үрэх үед цахилгаан цэнэгийн дамжуулалт нь зөвхөн хуванцар болон үсний хооронд явагддаг бөгөөд агаар оролцдоггүй гэж үздэг.
