§ 25. Закон збереження електричного заряду

Думки вголос

Я вивчу дуже важливий закон — закон збереження електричного заряду. Буду його використовувати для розв’язування задач і пояснення електричних явищ.

За допомогою математичної формули закону Кулона можна розв’язувати фізичні задачі.

Задача. Дві однакові кульки із зарядами 40 нКл і -10 нКл знаходяться на відстані 10 см одна від одної. Кульки з’єднали і розвели на попередню відстань. Як змінилася сила взаємодії між зарядженими кульками?

Відповідь: Сила взаємодії кульок до дотику була F₁ = 3,6 · IO^-6 Н, після дотику F₂ = 2,025 · 10~⁶ Н. Значить, сила взаємодії зменшилася в 1,8 рази.

При розв’язуванні цієї задачі було розглянуто процес перерозподілу електричних зарядів. Електрони з однієї кульки при

дотику з іншою перейшли на іншу кульку. У таких задачах використовують закон збереження електричних зарядів.

Закон говорить, що заряди не створюються і не зникають, вони лише перерозподіляються між тілами або частинами одного і того самого тіла.

Закон збереження електричного заряду формулюється так:

Алгебраїчна сума зарядів усіх тіл ізольованої системи залишається незмінною (сталою).

q_t + q₂ + <7s +...+ q_n = const,

де const — стала величина; q_u q_2y </s> ⁽h — заряди тіл.

Приклад. Ебонітова паличка і вовна до контакту не мали електричних зарядів, а під час тертя паличка отримала негативний заряд, а вовна — позитивний. За величиною ці заради однакові, а за знаком — протилежні («+» і «-»). Таким чином, алгебраїчна сума зарядів палички і вовни не змінилася, вона дорівнює нулю.

Закон збереження електричного заряду можна підтвердити дослідним шляхом. Візьмемо дві незаряджені пластинки (ебоніт і скло) на ізольованих ручках, внесемо їх у глибину металевої порожнистої кулі, яку, встановлено на стрижень електрометра (мал. 94). Стрілка електрометра не відхилилась — заряду на пластинах немає. Наелектризуємо пластини і опустимо в кулю електрометра. Знову ми не виявляємо відхилення стрілки електрометра — сумарний електричний заряд дорівнює нулю. Перевірити наявність заряду на кожній пластині можна, по черзі витягнувши їх із кулі.

Закон збереження електричних зарядів діє в різноманітних перетвореннях елементарних частинок одна в одну. За «народження» нові елементарні частинки обов’язково виникають парами з однаковими за величиною і протилежними за знаком зарядами.

Підсумки

•    Закон збереження електричного заряду належить до фундаментальних законів природи.

•    Для ізольованої системи алгебраїчна сума електричних зарядів залишається незмінною.

•    Закон збереження електричних зарядів можна підтвердити дослідним шляхом.

Завдання

1^4 5. Скільки електронів у процесі електризації шовком скляної палички перейшло в шовк, якщо заряд палички став дорівнювати 4,8 · W⁹ Кл?

2. Електричні заряди Q₁ = 2 · 10^-9 Кл і Q₂= 4 · 10"⁸ Кл розташовані у вакуумі на відстані 2 см.

** а) 3 якою силою взаємодіють ці заряди?

*** б) Чи зміниться сила взаємодії між зарядами, якщо їх спочатку з’єднати, а потім розвести на попередню відстань (2 см)? Знайди силу взаємодії між зарядами до і після дотику.

ВИСНОВКИ ДО РОЗДІЛУ з

Конспект теоретичного матеріалу

•    На будь-який заряд, внесений в електричне поле, діє електрична сила. Якщо два заряди взаємодіють між собою (відштовхуються або притягуються), то це значить, що вони взаємодіють через електричне поле.

•    Величина електричної сили, з якою взаємодіють два заряди, визначається за законом Кулона. Закон Кулона був відкритий експериментально. Він математично записується так

•    Закон збереження електричного заряду належить до важливих законів природи:

Qi +· Q2 4· Qs +·... 4- Q_n ⁼ Const.

Алгебраїчна сума зарядів усіх тіл ізольованої системи є величиною

незмінною.

ВПРАВИ ДО РОЗДІЛУ з

Щоб керувати електричним струмом, потрібно знати його закони.

Розглянемо закони електричного струму.

« Електричний струм. Дії електричного струму Провідники, діелектрики, напівпровідники

•    Електричний струм у металевих провідниках

•    Джерела електричного струму Електричне коло та його основні елементи

» Напрям електричного струму Сила струму та її вимірювання. Амперметр Електрична напруга та її вимірювання. Вольтметр

« Електричний опір. Резистори. Реостати. Потенціометри

•    Закон Ома для ділянки кола

•    Послідовне та паралельне з’єднання провідників

•    Робота й потужність електричного струму. Закон Джоуля - Ленца. Теплова дія електричного струму

« Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів. Закон Фарадея для електролізу

•    Електричний струм у газах. Види газових розрядів

•    Заходи безпеки під час роботи

з електричними приладами й пристроями

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Сердюченко