Статическое электричество, заряд и сохранение заряда

Физика > Статическое электричество, заряд и сохранение заряда

Рассмотрите сохранение электрического заряда. Узнайте, что такое электрический заряд, статическое электричество, разряд, закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд – физическое свойство, которое остается стабильным в количестве. Может накапливаться в материи и формировать статическое электричество.

Задача обучения

• Вывести правила, которые применяют к созданию и уничтожению электрического заряда.

Основные пункты

• Электрический заряд – физическое свойство материи, созданное из-за дисбаланса в количестве протонов и электронов в веществе.
• Заряд можно создать и уничтожить. Но это происходит в соотношении 1:1 между положительными и отрицательными зарядами.
• Статическое электричество возникает, если на поверхности тела скапливается избыток электрического заряда.

Термины

• Электрический заряд – квантовое число, определяющее электромагнитные взаимодействия некоторых субатомных частиц. У электрона заряд -1, у протона +1, а кварки располагают дробным.
• Разряд – высвобождение накопленного заряда.
• Статическое электричество – электрический заряд, созданный на изолированном теле (часто из-за трения).

Электрический заряд – физическое свойство материи. Он формируется из-за дисбаланса в количестве протонов и электронов. Вещество обретает положительный заряд, если вмещает больше протонов, чем электронов, а отрицательное при обратном соотношении. В обоих случаях заряженные частички испытывают силу в присутствии другого заряженного вещества.

Единицей заряда выступает Кулон (С), который равняется 6.24 х 10¹⁸ элементарным зарядам.

Сохранение заряда

Заряд напоминает материю, так как остается стабильным. Сохранение представляет собою принцип: заряд нельзя создать или разрушить. Чистое количество электрического заряда – количество положительного минус количество отрицательного.

Для финального объема закон сохранения электрического заряда можно сформировать как

Q(t₂) = Q(t₁) + Q_in − Q_out (Q(t₁) – заряд в системе в данный момент, Q (t₂) – заряд в более позднее время, Q_in – заряд, который вошел в систему между двумя моментами, а Q_out – сумма между двумя моментами).

Однако это не значит, что нельзя создать или уничтожить отдельные положительные и отрицательные заряды. Электрический заряд транспортируется субатомными частичками (протоны и электроны), на которые можно воздействовать. Если вы уничтожили частички, то устраните одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов.

Статическое электричество

Статическое электричество появляется, когда на поверхности тела скапливается избыток электрического заряда. Его можно создать при помощи контакта между материалами, повышением давления и тепла или присутствием заряда. Статическое также возникает в момент трения воздушного шара и волос. Подобный эффект наблюдается в грозовых облаках из-за нарастания давления. Молния формируется, когда заряд превышает критическую концентрацию.