Jak wiesz ze szkolnego kursu fizyki, wW procesie elektryfikacji ciał przestrzegane jest prawo zachowania ładunków elektrycznych. Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że znajomość tego faktu jest zbyt abstrakcyjna, aby można go było konfrontować w życiu codziennym. Porozmawiajmy dzisiaj o tym, czy tak naprawdę jest i gdzie można spełnić prawo zachowania ładunku elektrycznego.
Obecnie istniejące teorie dotyczące konstrukcjimikroświat twierdzi, że nośnik ładunku - elektron, jest jedną z najbardziej stabilnych cząstek. Energia nie może zniknąć: tylko jej przemiana zachodzi w całym Wszechświecie. W ten sposób prawo zachowania ładunku elektrycznego jest spełnione. Załóżmy, że elektron w pewnych warunkach może zostać podzielony na inne cząstki, z których się składa (na przykład foton i nieuchwytne neutrino) o odpowiednim całkowitym ładunku. Jednak do tej pory oficjalna nauka zaprzecza takiej możliwości, ponieważ praktyczne eksperymenty (i były przeprowadzane wielokrotnie) nie zakończyły się sukcesem. Nic dziwnego, że mówią, że elektron jest niepodzielny, niewyczerpany ... Teoretyczny czas życia danej cząstki wynosi co najmniej 10 do potęgi 22.
Nie jest tajemnicą, że całkowity ładunek atomuwynosi zero. Dzieje się tak, ponieważ ujemny potencjał wszystkich elektronów jest równoważony dodatnim ładunkiem protonów w jądrze. Przeprowadzana jest wzajemna neutralizacja, więc atom jako całość jest elektrycznie obojętny. Oczywiście, jeśli otrzyma dodatkową energię (na przykład do podgrzania materiału do wysokich temperatur lub do działania zmiennym polem magnetycznym), wówczas elektrony na orbitach zewnętrznych (walencyjnych) mogą opuścić swoje „właściwe miejsca”. W tym przypadku otrzymuje się jon materii i wolny elektron. Ale z reguły energia pozyskana przez cząstkę jest emitowana w postaci kwantów i przywracana jest stabilna struktura atomu. Szczególnym przypadkiem są związki pierwiastków, gdy niektóre cząstki są wspólne dla dwóch (lub więcej) atomów. Prawo konserwatorskie również zostało w pełni wdrożone.
Wróćmy jednak z mikroświata do czegoś więcejpraktyczne życie. Prawo zachowania ładunku elektrycznego jest aktywnie wykorzystywane w obliczeniach elektrotechniki. Na przykład wystarczy pamiętać o pierwszej zasadzie Kirchhoffa. W rzeczywistości potwierdza prawo zachowania ładunku elektrycznego. Na przykład w trójfazowych obwodach prądu przemiennego często stosuje się metodę łączenia przewodów w gwiazdę. W tym przypadku przewody trójfazowe są połączone w węźle. Wydawałoby się, że zwarcie jest nieuniknione przy wzroście prądu i wypaleniu materiału przewodzącego. W rzeczywistości dzieje się tak: w każdym takim węźle suma prądów jest równa zeru. W obliczeniach (konwencja) prądy dopływające uważane są za dodatnie, a odpływowe za ujemne. Innymi słowy: I1 + I2 + I3 = 0 lub, co też jest prawdą, I2 = I1-I3 i tak dalej. Mówiąc prościej, opłata przychodząca nie może przekraczać kwoty wychodzącej z węzła. Gdyby przy takim połączeniu przewodników nie zadziałało prawo zachowania ładunków, wówczas nagromadzenie naładowanych cząstek w węźle zostałoby ustalone, ale tak się nie dzieje.
Elektrotechnika i atomy są dalekojedyne obszary, w których obowiązuje prawo zachowania ładunku. Nie zapomina się też o biologii i botanice. Wraz ze słynnym procesem fotosyntezy (tworzenie się substancji organicznych w ziarnach chlorofilu pod wpływem światła słonecznego), w momencie pochłaniania kwantu światła jeden elektron opuszcza strukturę tkanki. Jednakże, ponieważ cząsteczka chlorofilu w tym samym czasie uzyskuje ładunek dodatni, „pustka” zostaje wkrótce wypełniona przez jedną z wolnych cząstek. W rzeczywistości to dzięki prawu zachowania ładunku istnienie wszechświata jest możliwe w postaci, do której wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni.
