Вся материя во Вселенной, по сути, состоит из атомАтомы состоят из протонов, нейтронов и электронов. Протоны имеют положительный электрический заряд, электроны — отрицательный, а нейтроны — нулевой электрический заряд. Атом содержит определенное количество электронов, протонов и нейтронов. Если количество электронов равно количеству протонов, то суммарный электрический заряд атома равен нулю. Такие атомы электрически нейтральны. Если количество электронов превышает количество протонов, то атом имеет избыток электронов, что делает его отрицательно заряженным. Если количество электронов превышает количество протонов, то атом имеет избыток протонов, что делает его положительно заряженным.
Любой материал, по сути, состоит из атомов, поэтому, если атомы, составляющие объект в целом, имеют одинаковое количество электронов и протонов, то объект не имеет заряда или нейтрален. С другой стороны, если атомы, составляющие объект в целом, имеют больше электронов, чем протонов, то объект имеет отрицательный заряд. Аналогично, если атомы, составляющие объект в целом, имеют меньше электронов, чем протонов, то объект имеет положительный заряд.
Многие предметы, встречающиеся в повседневной жизни, по сути, электрически нейтральны. Однако эти предметы можно сделать электрически заряженными. Превращение электрически нейтрального предмета в электрически заряженный может быть осуществлено посредством трения или индукции. эксперимент с электрическим зарядом Было объяснено, как превратить нейтральный объект в электрически заряженный посредством трения с другим объектом. эксперимент по зарядке объекта индукционным методом Также обсуждался процесс преобразования нейтрального объекта в электрически заряженный объект с помощью индукции. При методе трения объект, который необходимо электрически зарядить, соприкасается с другим объектом, тогда как при методе индукции объект, который необходимо электрически зарядить, не соприкасается, а просто приближается к другому электрически заряженному объекту.
Кусок пластика, изначально нейтральный, становится электрически заряженным после того, как его потерли сухой шерстью или волосами. Доказательством того, что пластик стал электрически заряженным, является отталкивание двух пластиковых стержней, потертых сухой шерстью или волосами. Отталкивание происходит потому, что оба стержня имеют одинаковый заряд. Как объяснено в теме. электрический зарядСогласно соглашению, основанному на предложении Бенджамина Франклина (1706-1790), электрический заряд пластика определяется как отрицательный. Пластик имеет отрицательный заряд, потому что общее количество электронов в пластике превышает количество протонов. Изначально пластик нейтрален, поэтому можно заключить, что избыток электронов, которым он обладает, в данный момент поступает из сухого меха или волос. Электроны из меха или волос перемещаются в пластик во время трения между пластиком и мехом или волосами. Мех изначально нейтрален, поэтому, когда его электроны перемещаются в пластик, мех теряет электроны и приобретает избыток протонов. Мех приобретает избыток протонов, поэтому становится положительно заряженным. После трения пластик становится отрицательно заряженным, а мех — положительно заряженным.
Количество электронов, переходящих от меха к пластику, равно количеству электронов, теряемых пластиком. После трения пластик приобретает избыток электронов и становится отрицательно заряженным, в то время как волос теряет электроны и становится положительно заряженным. Суммарный заряд пластика равен числу электронов – числу протонов. Аналогично, суммарный заряд пера равен числу протонов – числу электронов. При трении заряд не теряется и не создаётся, происходит лишь перенос заряда. Пластик становится отрицательно заряженным, а перо – положительно заряженным. Таким образом, электрический заряд вечен.
Закон сохранения электрического заряда Утверждается, что в замкнутой системе электрический заряд не создаётся и не уничтожается, а только передаётся от одного объекта к другому. Когда один объект становится положительно заряженным, другой объект одновременно становится отрицательно заряженным, причём каждый объект имеет одинаковый суммарный заряд. Замкнутая система в приведённом выше утверждении иллюстрируется следующим образом. Например, когда пластик и мех трутся друг о друга, предполагается, что передача электрического заряда происходит только между пластиком и мехом. Таким образом, взаимодействуют только мех и пластик. В действительности вокруг нас есть воздух, поэтому воздух, конечно же, также участвует в процессе трения между пластиком и мехом. Если учесть и воздух, то закон сохранения заряда всё ещё применим к пластику, меху и воздуху. Если после трения пластик становится отрицательно заряженным, например, на 5, а мех — на 3, то окружающий воздух также становится отрицательно заряженным на 2. Таким образом, суммарный электрический заряд между этими тремя взаимодействующими объектами равен нулю. Если взаимодействуют только пластик и мех, то когда пластик приобретает отрицательный заряд в 5 раз, мех приобретает положительный заряд в 5 раз, поэтому суммарный электрический заряд пластика и меха равен нулю. Заряды 2, 3 или 5 — это лишь примеры. В действительности величина электрического заряда не так велика, а скорее кратна заряду электрона или протона. Пожалуйста, изучите эту тему. электрический заряд чтобы прояснить ваше понимание величины электрического заряда, которым обладает объект.
