กฎการอนุรักษ์นิยามและสูตรประจุไฟฟ้า กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

ประจุไฟฟ้าคือความสามารถของวัตถุในการเป็นแหล่งของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า นี่คือคำจำกัดความของสารานุกรมของปริมาณไฟฟ้าที่สำคัญ กฎหลักที่เกี่ยวข้องคือกฎของคูลอมบ์และการอนุรักษ์ประจุ ในบทความนี้เราจะดูกฎหมายการอนุรักษ์ ค่าไฟฟ้าเราจะพยายามนิยามด้วยคำง่ายๆ และจัดเตรียมสูตรที่จำเป็นทั้งหมด

แนวคิดของ "" เปิดตัวครั้งแรกในปี พ.ศ. 2418 ในเรื่องนี้ สูตรระบุว่าแรงที่กระทำระหว่างอนุภาคที่มีประจุสองตัวซึ่งมีทิศทางเป็นเส้นตรงจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุและเป็นสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างอนุภาคเหล่านั้น

ซึ่งหมายความว่าเมื่อย้ายประจุออกไป 2 เท่า แรงอันตรกิริยาของพวกมันจะลดลง 4 เท่า และนี่คือลักษณะที่ปรากฏในรูปแบบเวกเตอร์:

ขีดจำกัดของการบังคับใช้ข้างต้น:

  • ค่าธรรมเนียมจุด;
  • วัตถุที่มีประจุสม่ำเสมอ
  • การกระทำนั้นใช้ได้ทั้งในระยะไกลและระยะไกล

ข้อดีของ Charles Coulomb ในการพัฒนาวิศวกรรมไฟฟ้าสมัยใหม่นั้นยอดเยี่ยม แต่เรามาดูหัวข้อหลักของบทความกันดีกว่า - กฎการอนุรักษ์ประจุ เขากล่าวว่าผลรวมของอนุภาคที่มีประจุทั้งหมดในระบบปิดมีค่าคงที่ ด้วยคำพูดง่ายๆประจุไม่สามารถปรากฏหรือหายไปเช่นนั้นได้ ในเวลาเดียวกัน มันไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลาและสามารถวัดได้ (หรือหาร, หาปริมาณ) ในส่วนที่เป็นทวีคูณของประจุไฟฟ้าเบื้องต้น ซึ่งก็คืออิเล็กตรอน

แต่โปรดจำไว้ว่าในระบบที่แยกได้ อนุภาคที่มีประจุใหม่จะเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงบางอย่างหรือเป็นผลมาจากกระบวนการบางอย่างเท่านั้น ตัวอย่างเช่นไอออนเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซ

หากคุณกังวลเกี่ยวกับคำถามนี้ กฎการอนุรักษ์ประจุถูกค้นพบโดยใครและเมื่อใด? ได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2386 โดยนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ ไมเคิล ฟาราเดย์ ในการทดลองที่ยืนยันกฎการอนุรักษ์ จำนวนประจุจะวัดด้วยอิเล็กโทรมิเตอร์ รูปร่างแสดงในรูปด้านล่าง:

แต่ขอให้ยืนยันคำพูดของเราด้วยการฝึกฝน ลองใช้อิเล็กโทรมิเตอร์สองตัว วางแผ่นโลหะไว้บนแกนอันหนึ่งแล้วคลุมด้วยผ้า ตอนนี้เราต้องการแผ่นโลหะอีกอันบนที่จับอิเล็กทริก เราถูมันกับดิสก์ที่วางอยู่บนอิเล็กโตรมิเตอร์ และพวกมันก็เกิดไฟฟ้า เมื่อถอดดิสก์ที่มีที่จับอิเล็กทริกออกอิเล็กโตรมิเตอร์จะแสดงให้เห็นว่ามีประจุเท่าใดเราสัมผัสอิเล็กโทรมิเตอร์ตัวที่สองด้วยดิสก์ด้วยที่จับอิเล็กทริก ลูกศรก็จะเบี่ยงไปเช่นกัน หากเราเชื่อมต่ออิเล็กโตรมิเตอร์สองตัวเข้ากับด้ามจับไดอิเล็กทริก ลูกศรจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม สิ่งนี้บ่งชี้ว่าประจุไฟฟ้าทั้งหมดหรือสุทธิเป็นศูนย์และขนาดในระบบยังคงเท่าเดิม

สิ่งนี้นำไปสู่สูตรที่อธิบายกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า:

สูตรต่อไปนี้ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงประจุไฟฟ้าในปริมาตรเท่ากับกระแสรวมที่ผ่านพื้นผิว สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่า "สมการความต่อเนื่อง"

และถ้าเราไปที่ปริมาตรที่น้อยมาก เราจะได้กฎการอนุรักษ์ประจุในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียล

สิ่งสำคัญคือต้องอธิบายว่าประจุและเลขมวลมีความสัมพันธ์กันอย่างไร เมื่อพูดถึงโครงสร้างของสสาร มักจะได้ยินคำต่างๆ เช่น โมเลกุล อะตอม โปรตอน และอื่นๆ ที่คล้ายกัน จึงเรียกว่าเลขมวล ทั้งหมดโปรตอนและนิวตรอน และจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนในนิวเคลียสเรียกว่าเลขประจุ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หมายเลขประจุคือประจุของนิวเคลียส และจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของนิวเคลียสเสมอ มวลของธาตุนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนอนุภาคของมัน

ดังนั้นเราจึงตรวจสอบประเด็นที่เกี่ยวข้องกับกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้าโดยย่อ เขาเป็นหนึ่งใน กฎหมายพื้นฐานฟิสิกส์ควบคู่ไปกับกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมและพลังงาน การกระทำของมันไร้ที่ติและเมื่อเวลาผ่านไปและการพัฒนาเทคโนโลยีก็ไม่สามารถปฏิเสธความถูกต้องได้ เราหวังว่าหลังจากอ่านคำอธิบายของเราแล้ว ทุกอย่างจะชัดเจนสำหรับคุณ ประเด็นสำคัญกฎหมายนี้!

วัสดุ

ลองใช้อิเล็กโทรมิเตอร์ที่เหมือนกันสองตัวแล้วชาร์จอันใดอันหนึ่ง (รูปที่ 1) ค่าใช้จ่ายสอดคล้องกับการแบ่งขนาด \(6\)

หากคุณเชื่อมต่ออิเล็กโตรมิเตอร์เหล่านี้กับแท่งแก้ว จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ เกิดขึ้น นี่เป็นการยืนยันความจริงที่ว่าแก้วเป็นอิเล็กทริก หากคุณใช้แท่งโลหะ A (รูปที่ 2) เชื่อมต่ออิเล็กโตรมิเตอร์ โดยถือไว้ที่ด้ามจับที่ไม่นำไฟฟ้า B คุณจะสังเกตเห็นว่าประจุเริ่มต้นจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่าๆ กัน โดยครึ่งหนึ่งของประจุจะถูกถ่ายโอนจาก ลูกแรกไปลูกที่สอง ตอนนี้ประจุของอิเล็กโตรมิเตอร์แต่ละอันสอดคล้องกับการแบ่งสเกล \(3\) ดังนั้นประจุเดิมจึงไม่เปลี่ยนแปลง เพียงแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่านั้น

หากประจุถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่มีประจุไปยังวัตถุที่ไม่มีประจุซึ่งมีขนาดเท่ากัน ประจุจะถูกแบ่งครึ่งหนึ่งระหว่างวัตถุทั้งสองนี้ แต่หากวัตถุที่สองที่ไม่มีประจุมีขนาดใหญ่กว่าวัตถุแรก ประจุมากกว่าครึ่งหนึ่งจะถูกถ่ายโอนไปยังวัตถุที่สอง ยิ่งร่างกายที่มีการถ่ายโอนประจุมีขนาดใหญ่เท่าใด ประจุส่วนใหญ่จะถูกถ่ายโอนไปยังร่างกายนั้นด้วย

แต่จำนวนเงินที่เรียกเก็บทั้งหมดจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงอาจแย้งได้ว่าประจุนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้ เหล่านั้น. เป็นไปตามกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

ในระบบปิด ผลรวมพีชคณิตของประจุของอนุภาคทั้งหมดยังคงไม่เปลี่ยนแปลง:

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n \(=\) const

โดยที่ q 1, q 2 เป็นต้น - ค่าอนุภาค

ระบบปิดถือเป็นระบบที่ประจุไม่เข้ามาจากภายนอกและห้ามปล่อยไว้ภายนอกด้วย

มีการทดลองพบว่าเมื่อวัตถุถูกไฟฟ้า กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้าก็เป็นไปตามนั้นเช่นกัน เรารู้อยู่แล้วว่าการใช้พลังงานไฟฟ้าเป็นกระบวนการในการรับวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจากวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า ในกรณีนี้ ทั้งสองร่างจะถูกชาร์จ ตัวอย่างเช่น เมื่อถูก้านแก้วด้วยผ้าไหม แก้วจะมีประจุบวก และไหมจะมีประจุลบ ในช่วงเริ่มต้นของการทดลอง ไม่มีศพใดถูกชาร์จ เมื่อสิ้นสุดการทดลอง ทั้งสองร่างจะถูกชาร์จ มีข้อพิสูจน์แล้วว่าประจุเหล่านี้อยู่ตรงข้ามกันในเครื่องหมาย แต่มีค่าตัวเลขเหมือนกัน นั่นคือ ผลรวมของพวกเขาคือศูนย์ หากวัตถุมีประจุลบและในระหว่างการใช้พลังงานไฟฟ้า ประจุยังคงได้รับประจุลบ ประจุของร่างกายจะเพิ่มขึ้น แต่ประจุรวมของทั้งสองศพไม่เปลี่ยนแปลง

ตัวอย่าง:

ก่อนการเกิดกระแสไฟฟ้า วัตถุชิ้นแรกมีประจุ \(-2\) cu (cu เป็นหน่วยประจุทั่วไป) ในระหว่างการผลิตไฟฟ้า จะมีประจุลบอีก \(4\) จากนั้น หลังจากการใช้ไฟฟ้า ประจุจะเท่ากับ \(-2 + (-4) = -6\) c.u. จากผลของการใช้พลังงานไฟฟ้า วัตถุชิ้นที่สองจะปล่อยประจุลบ \(4\) และประจุของมันจะเท่ากับ \(+4\) ลูกบาศก์ เมื่อรวมประจุของวัตถุตัวแรกและตัวที่สองเมื่อสิ้นสุดการทดลอง เราจะได้ \(-6 + 4 = -2\) a.u. และพวกเขาก็มีค่าใช้จ่ายดังกล่าวก่อนการทดลอง

กฎการอนุรักษ์ประจุ

ไม่ใช่ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติทั้งหมดที่สามารถเข้าใจและอธิบายได้โดยใช้แนวคิดและกฎของกลศาสตร์ ทฤษฎีโมเลกุล-จลน์ของโครงสร้างของสสาร และอุณหพลศาสตร์ วิทยาศาสตร์เหล่านี้ไม่ได้กล่าวถึงธรรมชาติของแรงที่ยึดอะตอมและโมเลกุลแต่ละอะตอมและยึดอะตอมและโมเลกุลของสารไว้ในสถานะของแข็งที่ระยะห่างจากกัน กฎปฏิสัมพันธ์ของอะตอมและโมเลกุลสามารถเข้าใจและอธิบายได้บนพื้นฐานของแนวคิดที่ว่าประจุไฟฟ้ามีอยู่จริงในธรรมชาติ

ปรากฏการณ์ที่ง่ายที่สุดและเกิดขึ้นในชีวิตประจำวันมากที่สุดซึ่งมีการเปิดเผยข้อเท็จจริงของการมีอยู่ของประจุไฟฟ้าในธรรมชาติคือการทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในร่างกายเมื่อสัมผัสกัน ปฏิกิริยาระหว่างวัตถุที่ตรวจพบระหว่างการใช้พลังงานไฟฟ้าเรียกว่าปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าและ ปริมาณทางกายภาพซึ่งกำหนดปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าคือประจุไฟฟ้า ความสามารถของประจุไฟฟ้าในการดึงดูดและผลักกันบ่งบอกถึงการมีอยู่ของประจุไฟฟ้าทั้งสอง หลากหลายชนิดค่าใช้จ่าย: บวกและลบ

ประจุไฟฟ้าสามารถปรากฏได้ไม่เพียงแต่เป็นผลมาจากการใช้พลังงานไฟฟ้าเมื่อวัตถุสัมผัสกัน แต่ยังเกิดขึ้นระหว่างปฏิสัมพันธ์อื่น ๆ ด้วย เช่น ภายใต้อิทธิพลของแรง (เอฟเฟกต์เพียโซอิเล็กทริก) แต่มักจะอยู่ในระบบปิดซึ่งไม่รวมประจุ สำหรับปฏิสัมพันธ์ใดๆ ของวัตถุ ผลรวมของพีชคณิต (เช่น โดยคำนึงถึงเครื่องหมาย) ของประจุไฟฟ้าของวัตถุทั้งหมดจะยังคงที่ ข้อเท็จจริงที่สร้างขึ้นจากการทดลองนี้เรียกว่ากฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

ไม่มีที่ไหนและไม่เคยมีในธรรมชาติที่ประจุไฟฟ้าที่มีสัญลักษณ์เดียวกันจะเกิดขึ้นหรือหายไป การปรากฏตัวของประจุบวกมักจะมาพร้อมกับการปรากฏตัวของประจุที่เท่ากันเสมอ ค่าสัมบูรณ์แต่ตรงข้ามกับเครื่องหมายของประจุลบ ประจุบวกและประจุลบไม่สามารถแยกออกจากกันได้หากมีค่าสัมบูรณ์เท่ากัน

การปรากฏและการหายไปของประจุไฟฟ้าบนวัตถุในกรณีส่วนใหญ่อธิบายได้จากการเปลี่ยนผ่านของอนุภาคที่มีประจุเบื้องต้น - อิเล็กตรอน - จากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ดังที่คุณทราบ อะตอมใดก็ตามประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ในอะตอมที่เป็นกลาง ประจุรวมของอิเล็กตรอนจะเท่ากันทุกประการ เท่ากับการชาร์จ นิวเคลียสของอะตอม. ร่างกายที่ประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลที่เป็นกลางมีประจุไฟฟ้ารวมเป็นศูนย์

อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์บางอย่าง หากส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนเคลื่อนผ่านจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่ง วัตถุหนึ่งจะได้รับประจุไฟฟ้าลบ และวัตถุที่สองจะได้รับประจุบวกที่มีขนาดเท่ากัน เมื่อวัตถุที่มีประจุต่างกันสองตัวมาสัมผัสกัน โดยปกติแล้วประจุไฟฟ้าจะไม่หายไปอย่างไร้ร่องรอย และจำนวนอิเล็กตรอนที่มากเกินไปจะผ่านจากวัตถุที่มีประจุลบไปยังร่างกายโดยที่อะตอมบางส่วนไม่ได้อยู่ ชุดเต็มอิเล็กตรอนในเปลือกของมัน

กรณีพิเศษคือการพบกันของปฏิภาคที่มีประจุเบื้องต้น เช่น อิเล็กตรอนและโพซิตรอน ในกรณีนี้ประจุไฟฟ้าบวกและลบจะหายไปทำลายล้าง แต่ตามกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์เนื่องจากผลรวมพีชคณิตของประจุของอิเล็กตรอนและโพซิตรอนเป็นศูนย์

>>ฟิสิกส์: กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

คุณรู้ไหมว่ามวลของร่างกายได้รับการอนุรักษ์ไว้ ค่าไฟฟ้าก็ถูกอนุรักษ์เช่นกัน มันคือประจุ ไม่ใช่จำนวนอนุภาคที่มีประจุ
ประสบการณ์กับการใช้พลังงานไฟฟ้าของแผ่นพิสูจน์ว่าในระหว่างการใช้พลังงานไฟฟ้าโดยแรงเสียดทาน การกระจายประจุที่มีอยู่ใหม่เกิดขึ้นระหว่างวัตถุที่เป็นกลางในช่วงแรก อิเล็กตรอนส่วนเล็กๆ เคลื่อนที่จากร่างหนึ่งไปยังอีกร่างหนึ่ง ในกรณีนี้อนุภาคใหม่จะไม่ปรากฏขึ้นและอนุภาคที่มีอยู่แล้วจะไม่หายไป
เมื่อร่างกายถูกไฟฟ้าดูด กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า . กฎหมายนี้ใช้ได้สำหรับระบบที่อนุภาคมีประจุไม่เข้ามาจากภายนอกและจากที่พวกมันไม่ออกไปนั่นคือ สำหรับ ระบบแยก. ในระบบแยก ระบบจะรักษาผลรวมพีชคณิตของประจุของอนุภาคทั้งหมดไว้ . หากประจุของอนุภาคแสดงด้วย คำถาม 1 , คำถาม 2ฯลฯ แล้ว

กฎการอนุรักษ์ประจุมีความหมายลึกซึ้ง หากจำนวนอนุภาคมูลฐานที่มีประจุไม่เปลี่ยนแปลง การปฏิบัติตามกฎหมายอนุรักษ์ประจุก็ชัดเจน แต่อนุภาคมูลฐานสามารถแปลงร่างกัน เกิดและหายไป ทำให้อนุภาคใหม่มีชีวิตได้ อย่างไรก็ตาม ในทุกกรณี อนุภาคที่มีประจุจะเกิดเป็นคู่ที่มีประจุขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงกันข้ามเท่านั้น อนุภาคที่มีประจุก็หายไปเป็นคู่เท่านั้นและกลายเป็นอนุภาคที่เป็นกลาง และในกรณีทั้งหมดนี้ ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุยังคงเท่าเดิม
ความถูกต้องของกฎการอนุรักษ์ประจุได้รับการยืนยันโดยการสังเกตการเปลี่ยนแปลงจำนวนมากของอนุภาคมูลฐาน กฎหมายฉบับนี้แสดงถึงคุณสมบัติพื้นฐานที่สุดประการหนึ่งของประจุไฟฟ้า ยังไม่ทราบสาเหตุของการเก็บค่าธรรมเนียม
ประจุไฟฟ้าถูกอนุรักษ์ไว้ในจักรวาล ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของจักรวาลมีแนวโน้มเป็นศูนย์ จำนวนอนุภาคมูลฐานที่มีประจุบวกจะเท่ากับจำนวนอนุภาคมูลฐานที่มีประจุลบ

???
1. กำหนดกฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า
2. ให้ยกตัวอย่างปรากฏการณ์ที่สังเกตการอนุรักษ์ประจุ

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, ฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10

เนื้อหาบทเรียน บันทึกบทเรียนสนับสนุนวิธีการเร่งความเร็วการนำเสนอบทเรียนแบบเฟรมเทคโนโลยีเชิงโต้ตอบ ฝึกฝน งานและแบบฝึกหัด การทดสอบตัวเอง เวิร์คช็อป การฝึกอบรม กรณีศึกษา ภารกิจ การบ้าน การอภิปราย คำถาม คำถามวาทศิลป์จากนักเรียน ภาพประกอบ เสียง คลิปวิดีโอ และมัลติมีเดียภาพถ่าย รูปภาพ กราฟิก ตาราง แผนภาพ อารมณ์ขัน เกร็ดเล็กเกร็ดน้อย เรื่องตลก การ์ตูน อุปมา คำพูด ปริศนาอักษรไขว้ คำพูด ส่วนเสริม บทคัดย่อบทความ เคล็ดลับสำหรับเปล ตำราเรียนขั้นพื้นฐาน และพจนานุกรมคำศัพท์เพิ่มเติมอื่นๆ การปรับปรุงตำราเรียนและบทเรียนแก้ไขข้อผิดพลาดในตำราเรียนอัปเดตชิ้นส่วนในตำราเรียน องค์ประกอบของนวัตกรรมในบทเรียน แทนที่ความรู้ที่ล้าสมัยด้วยความรู้ใหม่ สำหรับครูเท่านั้น บทเรียนที่สมบูรณ์แบบ แผนปฏิทินเป็นเวลาหนึ่งปี แนวทางโปรแกรมการอภิปราย บทเรียนบูรณาการ

หากคุณมีการแก้ไขหรือข้อเสนอแนะสำหรับบทเรียนนี้

กฎการอนุรักษ์ประจุระบุว่าในระหว่างปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบปิดกับพื้นที่โดยรอบ ปริมาณประจุที่ออกจากระบบผ่านพื้นผิวจะเท่ากับปริมาณประจุที่เข้าสู่ระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผลรวมพีชคณิตของประจุทั้งหมดของระบบจะเท่ากับศูนย์

สูตร 1 - กฎการอนุรักษ์ค่าธรรมเนียม

ดังที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าค่าธรรมเนียมมีอยู่สองประเภท สิ่งเหล่านี้เป็นบวกและลบ นอกจากนี้จำนวนเงินที่เรียกเก็บจะไม่ต่อเนื่องนั่นคือสามารถเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะบางส่วนเท่านั้น ประจุเบื้องต้นคือประจุของอิเล็กตรอน ถ้าเติมอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเข้าไปในอะตอม ก็จะกลายเป็นไอออนที่มีประจุลบ และถ้าคุณเอามันออกไป มันก็เป็นบวก

แนวคิดหลักของกฎการอนุรักษ์ประจุคือประจุไม่ได้ปรากฏขึ้นจากที่ไหนเลยและไม่หายไปจากที่ไหนเลย เมื่อประจุของเครื่องหมายหนึ่งปรากฏขึ้น ประจุของเครื่องหมายตรงข้ามซึ่งมีขนาดเท่ากันจะปรากฏขึ้นทันที

เพื่อยืนยันกฎหมายนี้ เราจะทำการทดลอง สำหรับสิ่งนี้เราจำเป็นต้องมีอิเล็กโทรมิเตอร์สองตัว อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่ระบุประจุไฟฟ้า ประกอบด้วยแท่งที่มีแกนติดอยู่ มีลูกศรอยู่บนแกน ทั้งหมดนี้วางอยู่ในกล่องทรงกระบอกปิดด้วยกระจกทั้งสองด้าน

มีแผ่นโลหะอยู่บนแกนของอิเล็กโทรมิเตอร์ตัวแรก ซึ่งเราจะวางดิสก์อื่นที่คล้ายกันไว้ ต้องวางฉนวนบางชนิดไว้ระหว่างดิสก์ เช่น ผ้า. ดิสก์ด้านบนมีที่จับอิเล็กทริก จับที่จับนี้แล้วถูแผ่นดิสก์เข้าหากัน ดังนั้นการกระตุ้นให้เกิดไฟฟ้าให้พวกเขา

รูปที่ 1 - อิเล็กโทรมิเตอร์ที่มีดิสก์ติดอยู่

หลังจากที่เราถอดดิสก์ด้านบนออก อิเล็กโตรมิเตอร์จะแสดงประจุ เข็มของเขาจะเบี่ยงเบนไป ต่อไปเราจะนำดิสก์มาแตะที่แกนของอิเล็กโตรมิเตอร์ตัวที่สอง ลูกศรจะเบี่ยงเบนไปเพื่อบ่งชี้ว่ามีประจุอยู่ แม้ว่าประจุจะมีเครื่องหมายตรงกันข้ามก็ตาม ต่อไปหากเราเชื่อมต่อแท่งอิเล็กโตรมิเตอร์ลูกศรจะกลับสู่ตำแหน่งเดิม นั่นคือค่าใช้จ่ายชดเชยซึ่งกันและกัน

รูปที่ 2 - การชดเชยการชาร์จดิสก์

เกิดอะไรขึ้นในการทดลองนี้? เมื่อเราถูดิสก์เข้าหากัน จะเกิดการแยกประจุออกจากโลหะของดิสก์ เริ่มแรก แต่ละดิสก์มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า หนึ่งในนั้นได้รับอิเล็กตรอนมากเกินไปนั่นคือประจุลบ อีกอันหนึ่งขาดอิเล็กตรอนนั่นคือมีประจุบวก

ข้อกล่าวหาในกรณีนี้ไม่ได้ปรากฏโดยไม่ทราบสาเหตุ พวกมันอยู่ในดิสก์นำไฟฟ้าอยู่แล้ว มีเพียงพวกเขาเท่านั้นที่ได้รับการชดเชยระหว่างกัน เราแค่แยกพวกเขาออกจากกัน โดยวางไว้บนดิสก์ต่างๆ เมื่อเราเชื่อมต่อแท่งของอิเล็กโตรมิเตอร์ ประจุจะถูกชดเชยให้กันอีกครั้ง ลูกศรบอกอะไร?

หากเราถือว่าอิเล็กโตรมิเตอร์และดิสก์เป็นระบบเดียว นั่นคือแม้จะมีการปรับเปลี่ยนทั้งหมดของเรา แต่ค่าใช้จ่ายรวมของระบบนี้ก็คงที่ตลอดเวลา ในช่วงแรก ดิสก์มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า หลังจากแยกออกแล้ว ประจุบวกและลบตามปริมาตรก็ปรากฏขึ้น พวกมันมีขนาดเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าประจุในระบบยังคงเท่าเดิม หลังจากเชื่อมต่อแท่งแล้ว ระบบก็กลับสู่สถานะเดิม