Закон збереження електричного заряду
Закон збереження електричного заряду — це один із фундаментальних законів фізики. Він стверджує, що повний заряд (алгебраїчна сума зарядів) ізольованої замкнутої фізичної системи тіл залишається незмінним при будь-яких процесах, які відбуваються всередині цієї системи.
Алгебраїчна Сума Зарядів
Алгебраїчна сума зарядів — це сума зарядів із урахуванням їхніх знаків. Додатні заряди додаються, а від'ємні — віднімаються. Результатом є загальний заряд системи.
Ізольована Замкнута Система
Ізольована замкнута система — це система, яка не обмінюється матерією або енергією з навколишнім середовищем. У фізиці такі системи часто називають "замкнутими".
Історія
Принцип збереження заряду вперше сформулював Майкл Фарадей у 1843 році під час вивчення електролізу. Однак сучасне формулювання закону було дано Германом фон Гельмгольцем у 1881 році.
Докази
Закон збереження електричного заряду було підтверджено численними експериментами. Один із найвідоміших експериментів — це експеримент Міллікена з маслом, який показав, що заряд електрона є дискретним. Інший експеримент, який підтверджує закон, — це експеримент з електролізу, який показав, що маса речовини, що виділяється на електродах, пропорційна кількості заряду, що протікає через електроліт.
Наслідки
Закон збереження електричного заряду має важливі наслідки для науки і техніки:
- Електричний струм: Електричний струм — це потік зарядів. Закон збереження заряду означає, що повний заряд у замкнутому контурі залишається незмінним.
- Електродвигуни: Електродвигуни працюють на принципі збереження заряду.
- Акумулятори: Акумулятори зберігають заряд, який можна використовувати для живлення пристроїв. Закон збереження заряду гарантує, що заряд акумулятора залишається незмінним під час заряджання та розряджання.
Застосування
Закон збереження електричного заряду використовується в різних галузях науки і техніки, включаючи:
- Фізика: Закон використовується для моделювання та аналізу електричних явищ.
- Хімія: Закон використовується для вивчення хімічних реакцій, таких як електроліз.
- Електротехніка: Закон використовується для проектування та аналізу електричних систем.
- Електроніка: Закон використовується для розуміння роботи електронних пристроїв, таких як транзистори та діоди.
Закон збереження електричного заряду є фундаментальним законом фізики, який стверджує, що повний заряд ізольованої замкнутої системи тіл залишається незмінним. Цей закон має важливі наслідки для розуміння електричних явищ і використовується в різних галузях науки і техніки.
Питання, що часто задаються:
- Що означає алгебраїчна сума зарядів?
- Що таке ізольована замкнута система?
- Хто був першим, хто сформулював закон збереження електричного заряду?
- Наведіть приклади наслідків закону збереження електричного заряду.
- У яких галузях використовується закон збереження електричного заряду?