Każda materia we wszechświecie składa się zasadniczo z atomAtomy składają się z protonów, neutronów i elektronów. Protony mają dodatni ładunek elektryczny, elektrony mają ujemny ładunek elektryczny, a neutrony nie mają ładunku elektrycznego. Atom zawiera określoną liczbę elektronów, protonów i neutronów. Jeśli liczba elektronów jest równa liczbie protonów, całkowity ładunek elektryczny atomu wynosi zero. Takie atomy są elektrycznie obojętne. Jeśli liczba elektronów przekracza liczbę protonów, atom ma nadmiar elektronów, co czyni go naładowanym ujemnie. Jeśli liczba elektronów przekracza liczbę protonów, atom ma nadmiar protonów, co czyni go naładowanym dodatnio.
Każdy materiał składa się zasadniczo z atomów, więc jeśli atomy tworzące obiekt jako całość mają tyle samo elektronów, co protonów, to obiekt nie ma ładunku lub jest neutralny. Z drugiej strony, jeśli atomy tworzące obiekt jako całość mają więcej elektronów niż protonów, to obiekt ma ładunek ujemny. Analogicznie, jeśli atomy tworzące obiekt jako całość mają mniej elektronów niż protonów, to obiekt ma ładunek dodatni.
Wiele przedmiotów spotykanych w życiu codziennym jest zasadniczo elektrycznie obojętnych. Można je jednak naładować. Zmiana elektrycznie obojętnego przedmiotu w naładowany może nastąpić poprzez tarcie lub indukcję. eksperyment z ładunkiem elektrycznym Wyjaśniono, w jaki sposób można zmienić neutralny obiekt w obiekt naładowany elektrycznie poprzez tarcie z innym obiektem. eksperyment ładowania obiektu przez indukcję Omówiono również proces przekształcania neutralnego obiektu w obiekt naładowany elektrycznie za pomocą indukcji. W metodzie tarcia obiekt, który ma zostać naładowany elektrycznie, jest dotykany innym obiektem, natomiast w metodzie indukcyjnej obiekt, który ma zostać naładowany elektrycznie, nie jest dotykany, lecz po prostu zbliżany do innego obiektu naładowanego elektrycznie.
Kawałek plastiku, który początkowo był neutralny, naelektryzowuje się po potarciu suchym futrem lub włosami. Dowodem na to, że plastik naelektryzował się, jest fakt, że dwa plastikowe pręty potarte suchym futrem lub włosami odpychają się. Te dwa plastikowe pręty odpychają się, ponieważ mają taki sam ładunek. Jak wyjaśniono w temacie. ładunek elektrycznyZgodnie z porozumieniem opartym na sugestii Benjamina Franklina (1706-1790), ładunek elektryczny plastiku jest określany jako ładunek ujemny. Plastik jest naładowany ujemnie, ponieważ całkowita liczba elektronów w plastiku jest większa niż liczba protonów. Początkowo plastik jest obojętny, więc można wnioskować, że nadmiar elektronów posiadanych obecnie przez plastik pochodzi z suchego futra lub włosów. Elektrony w futrze lub włosach przemieszczają się do plastiku podczas tarcia między plastikiem a futrem lub włosami. Futro jest początkowo obojętne, więc kiedy jego elektrony przemieszczają się do plastiku, futro nie ma elektronów i ma nadmiar protonów. Futro ma nadmiar protonów, więc futro staje się naładowane dodatnio. Po tarciu plastik staje się naładowany ujemnie, a futro staje się naładowane dodatnio.
Liczba elektronów przenoszonych z futra na plastik jest taka sama, jak liczba elektronów traconych przez plastik. Po tarciu plastik ma nadmiar elektronów, więc naładowuje się ujemnie, podczas gdy włos ma niedobór elektronów, więc naładowuje się dodatnio. Suma ładunków na plastiku = liczba elektronów – liczba protonów. Podobnie, suma ładunków pióra = liczba protonów – liczba elektronów. Podczas tarcia nie tracimy ładunku, ani nie powstaje ładunek podczas tarcia, następuje jedynie transfer ładunku. Plastik naładowuje się ujemnie, a pióro naładowuje się dodatnio. Zatem ładunek elektryczny jest wieczny.
Prawo zachowania ładunku elektrycznego Stwierdza, że w układzie zamkniętym ładunek elektryczny nie jest ani tworzony, ani niszczony, lecz jedynie przenoszony z jednego obiektu na drugi. Gdy jeden obiekt zostaje naładowany dodatnio, inny obiekt jednocześnie zostaje naładowany ujemnie, przy czym każdy obiekt ma taki sam ładunek wypadkowy. Układ zamknięty w powyższym stwierdzeniu jest zilustrowany w następujący sposób. Na przykład, gdy plastik i futro ocierają się o siebie, zakłada się, że przenoszenie ładunku elektrycznego zachodzi tylko między plastikiem a futrem. Zatem tylko futro i plastik oddziałują ze sobą. W rzeczywistości wokół nas znajduje się powietrze, więc oczywiście powietrze jest również zaangażowane w proces tarcia między plastikiem a futrem. Jeśli uwzględnimy również powietrze, prawo zachowania ładunku nadal obowiązuje dla plastiku, futra i powietrza. Jeśli po tarciu plastik zostaje naładowany ujemnie na przykład 5, a futro ujemnie na przykład 3, to otaczające powietrze również zostaje naładowane ujemnie 2. Zatem całkowity ładunek elektryczny między tymi trzema oddziałującymi obiektami wynosi zero. Jeśli tylko plastik i futro oddziałują na siebie, to gdy plastik naładuje się ujemnie o 5, futro naładuje się dodatnio o 5, więc całkowity ładunek elektryczny plastiku i futra wynosi zero. Ładunki 2, 3 lub 5 to tylko przykłady. W rzeczywistości ilość ładunku elektrycznego nie jest aż tak duża, a raczej wielokrotność ładunku elektronu lub protonu. Proszę zapoznać się z tematem. ładunek elektryczny aby wyjaśnić, jak rozumiesz pojęcie ładunku elektrycznego danego obiektu.
