Eszkola

Zasada zachowania ładunku

Przydatne kalkulatory i narzędzia

Zasada zachowania ładunku elektrycznego stanowi, że całkowity ładunek w układzie izolowanym jest stały. Oznacza to, że niemożliwe jest znikanie ani pojawianie się ładunku znikąd. Nie znaczy to, że elementy układu, jeżeli były elektrycznie obojętne, to zawsze będą.

Popatrzmy na ebonitową laskę i sukno. Przez wzajemne pocieranie ma miejsce elektryzowanie przez tarcie. W wyniku tarcia elektrony przechodzą z sukna na laskę przez co laska jest naelektryzowana ujemnie, a sukno dodatnio. Przyrost ładunku ujemnego na lasce będzie równy nadmiarowi ładunku dodatniego na suknie - całkowity ładunek nie ulegnie zmianie.

Innym sposobem elektryzowania jest elektryzowanie przez dotyk. Kiedy ciało elektrycznie obojętne zostanie dotknięte przez ciało naelektryzowane, nastąpi przepływ nadmiaru ładunku. Ale znów nastąpi przepływ ładunku, więc całkowity ładunek zostanie zachowany.

Z przepływem ładunku będziemy też mieć do czynienia, gdy zbliżymy (ale bez stykania) do ciała, ciało nieobojętne elektrycznie, to w ciele, do którego zbliżono nadmiar ładunków nastąpi przemieszczenie ładunków, ponieważ ładunki jednoimienne będą się odpychać. Takie zjawisko nosi nazwę elektryzowania przez indukcję.

Rozważmy dwa ładunki, \(q_1=+3 [C]\) i \(q_2 = +5 [C]\), będą się odpychać siłą proporcjonalną do iloczynu tych ładunków. Jeżeli są oddalone od siebie o \(r\) będzie to siła \(F\):

\(F=\dfrac{15[C^2] k}{r^2} \)

Natomiast po wyrównaniu ładunków \(q_1'=q_2'=+4[C]\) (całkowity ładunek jest zachowany!) i oddaleniu ich na taką samą odległość siła oddziaływania wzrośnie do \(F'\):

\(F'=\dfrac{16[C^2]k}{r^2}\)

Zasada zachowania ładunku pozwala na zmianę siły oddziaływań.