Закон сохранения электрического заряда
В обычных условиях микроскопические тела являются электрически нейтральными,
потому что положительно и отрицательно заряженные частицы, которые образуют атомы,
связаны друг с другом электрическими силами и образуют нейтральные системы.
Если электрическая нейтральность тела нарушена, то такое тело называется
наэлектризованное тело. Для электризации тела необходимо, чтобы на нём был
создан избыток или недостаток электронов или ионов одного знака.
Способы электризации тел, которые представляют собой взаимодействие
заряженных тел, могут быть следующими:
- Электризация тел при соприкосновении. В этом случае при тесном
контакте небольшая часть электронов переходит с одного вещества, у которого связь
с электроном относительно слаба, на другое вещество.
- Электризация тел при трении. При этом увеличивается площадь
соприкосновения тел, что приводит к усилению электризации.
- Влияние. В основе влияния лежит явление электростатической индукции,
то есть наведение электрического заряда в веществе, помещённом в постоянное электрическое поле.
- Электризация тел под действием света. В основе этого лежит
фотоэлектрический эффект, или фотоэффект, когда под
действием света из проводника могут вылетать электроны в окружающее пространство,
в результате чего проводник заряжается.
Многочисленные опыты показывают, что когда имеет место
электризация тела,
то на телах возникают электрические заряды, равные по модулю и противоположные по знаку.
Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов на теле
по сравнению с протонами, а положительный заряд обусловлен недостатком электронов.
Когда происходит электризация тела, то есть когда отрицательный заряд частично
отделяется от связанного с ним положительного заряда, выполняется
закон сохранения электрического заряда. Закон сохранения заряда
справедлив для замкнутой системы, в которую не входят извне и из которой не выходят
наружу заряженные частицы. Закон сохранения электрического заряда формулируется следующим
образом:
В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остаётся неизменной:
q1 + q2 + q3 + ... + qn = const
где q1, q2 и т.д. – заряды частиц.
Взаимодействие электрически заряженных тел
Взаимодействие тел, имеющих заряды одинакового или разного знака,
можно продемонстрировать на следующих опытах. Наэлектризуем эбонитовую палочку трением
о мех и прикоснёмся ею к металлической гильзе, подвешенной на шёлковой нити.
На гильзе и эбонитовой палочке распределяются заряды одного знака (отрицательные заряды).
Приближая заряженную отрицательно эбонитовую палочку к заряженной гильзе, можно увидеть,
что гильза будет отталкиваться от палочки (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Взаимодействие тел с зарядами одного знака.
Если теперь поднести к заряженной гильзе стеклянную палочку, потёртую о
шёлк (положительно заряженную), то гильза будет к ней притягиваться (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Взаимодействие тел с зарядами разных знаков.
Отсюда следует, что тела, имеющие заряды одинакового знака (одноимённо заряженные тела),
взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды разного знака (разноименно заряженные тела),
взаимно притягиваются. Аналогичные вводы получаются, если приближать два султана,
одноименно заряженные (рис. 1.4) и разноименно заряженные (рис. 1.5).
| Рис. 1.4. Взаимодействие одноименно заряженных султанов |
Рис. 1.5. Взаимодействие разноименно заряженных султанов |
