L'interaction des corps chargés charge électrique Loi de Coulomb. La loi de conservation de la charge électrique. La loi de coulomb. Courant électrique continu

Bien que cette différence puisse sembler plutôt petite, c'est en fait cinq fois l'erreur possible que Millikan a signalée sur ses résultats ! Étant donné que la charge d'un électron est une constante fondamentale de la nature, la détermination de sa valeur exacte est très importante pour toute la science. Cela a créé une pression sur Millikan et d'autres après lui, ce qui a mis en lumière certains aspects tout aussi importants de la nature humaine.

La loi de conservation de la charge sous forme intégrale

Un autre grand scientifique, Richard Feynman, souligne que de nombreux scientifiques qui ont mesuré la charge fondamentale depuis Millikan hésitent à rapporter des valeurs très différentes de la valeur de Millikan. L'histoire montre que les mesures ultérieures s'éloignent lentement de la valeur Millikan jusqu'à ce qu'elles se fixent sur la valeur moderne. Pourquoi n'ont-ils pas immédiatement trouvé l'erreur et ne l'ont-ils pas corrigée, demande Feynman. Évidemment, ayant trouvé une valeur supérieure à la valeur respectée trouvée par Millikan, les scientifiques chercheront erreurs possibles, ce qui peut réduire leur valeur pour mieux s'accorder avec la valeur de Millikan.

Cela montre le poids psychologique important que portent les idées préconçues et combien il est difficile de les réfuter. Les scientifiques, aussi dévoués qu'ils soient à la logique et aux données, semblent être tout aussi vulnérables à cet aspect de la nature humaine que n'importe qui d'autre. La leçon ici est que s'il est bon d'être sceptique quant aux nouveaux résultats, vous ne devez pas les perdre de vue simplement parce qu'ils ne sont pas d'accord avec la sagesse conventionnelle. Si votre raisonnement est solide et que vos données sont fiables, la conclusion requise par les données doit être sérieusement envisagée, même si cette conclusion n'est pas conforme à la sagesse conventionnelle.

Supposons que Millikan ait observé la chute de pétrole transportant trois unités de base de charge. Quelle sera la redevance nette pour cette baisse de pétrole ? Cette activité explore la répulsion et l'attraction causées par une charge électrique statique. Ruban adhésif Surface non conductrice telle que table en plastique ou une chaise. . À l'étape 4, pourquoi les deux morceaux de ruban adhésif se repoussent-ils ? À l'étape 9, pourquoi sont-ils attirés l'un vers l'autre ?

Comme les accusations, ils s'attirent, alors que contrairement aux accusations, ils se repoussent. Comme les accusations, ils se repoussent, tandis que contrairement aux accusations, ils s'attirent. Les rubans à charge positive se repoussent et les rubans à charge négative s'attirent. Les rubans chargés négativement se repoussent, tandis que les rubans chargés positivement s'attirent. Étant donné que les unités de charge positives et négatives fondamentales sont transmises aux protons et aux électrons, nous nous attendons à ce que la charge totale ne puisse changer dans aucun système que nous définissons.

En d'autres termes, bien que nous puissions déplacer la charge, nous ne pouvons ni la créer ni la détruire. Cela devrait être vrai si nous ne créons ou ne détruisons pas de protons ou d'électrons dans notre système. Cependant, au XXe siècle, les scientifiques ont appris à créer et à détruire des électrons et des protons, mais ils ont découvert que la charge était toujours conservée. De nombreuses expériences et de solides arguments théoriques ont porté cette idée au rang de loi. La loi de conservation de la charge dit que la charge électrique ne peut être ni créée ni détruite.

Aide-mémoire sur la loi de conservation de la charge électrique

La loi de conservation de la charge est très utile. Il nous indique que les frais de réseau dans le système sont les mêmes avant et après toute interaction au sein du système. Bien entendu, il faut s'assurer qu'aucune charge externe ne pénètre dans le système lors de l'interaction, et qu'aucune charge interne ne s'échappe à l'intérieur du système. Mathématiquement, la conservation de la charge peut être exprimée comme.

Utilisez la loi de conservation de la charge pour trouver la charge finale sur la sphère rouge. Quelle équation décrit la conservation de la charge ? Si l'objet 1 perd la moitié de sa charge, quelle est la dernière charge de l'objet 2 ? Les matériaux peuvent être classés selon qu'ils permettent le mouvement. Si une charge peut facilement se déplacer à travers un matériau, tel que des métaux, ces matériaux sont appelés conducteurs. Cela signifie qu'une charge peut être transportée à travers le matériau assez facilement. Si une charge ne peut pas se déplacer à travers un matériau, tel que le caoutchouc, alors ce matériau est appelé un isolant.

La plupart des matériaux sont des isolants. Leurs atomes et molécules retiennent plus fortement leurs électrons, il est donc difficile pour les électrons de se déplacer entre les atomes. Cependant, ce n'est pas possible. Avec suffisamment d'énergie, les électrons peuvent être forcés de se déplacer à travers un isolant. Cependant, l'isolant est souvent physiquement détruit au cours du processus. Dans les métaux, les électrons externes sont faiblement liés à leurs atomes, il ne faut donc pas beaucoup d'énergie pour déplacer les électrons à travers le métal. Les métaux tels que le cuivre, l'argent et l'aluminium sont de bons conducteurs.

Les matériaux isolants comprennent les plastiques, le verre, la céramique et le bois. La conductivité de certains matériaux est intermédiaire entre les conducteurs et les isolants. Ils sont appelés semi-conducteurs. Ils peuvent être rendus conducteurs bonnes conditions, qui peut inclure la température, la pureté du matériau et la force exercée sur eux par les électrons. Parce que nous pouvons contrôler si les semi-conducteurs sont des conducteurs ou des isolants, ces matériaux sont largement utilisés dans les puces informatiques.

Loi de conservation de l'énergie. électrification des corps

Le semi-conducteur le plus courant est le silicium. montre divers matériaux, classés selon leur capacité à conduire les électrons. Figure 8 Les matériaux peuvent être classés selon leur capacité à conduire une charge électrique. Les barres obliques sur la flèche indiquent qu'il existe un très grand écart de conductance entre les conducteurs, les semi-conducteurs et les isolants, mais le dessin se rétrécit pour tenir sur la page. La résistance est une mesure de la difficulté à faire passer une charge à travers un matériau donné.

Que se passe-t-il si une charge négative excessive est placée sur un objet conducteur ? Parce que des charges similaires se repoussent, elles se pousseront jusqu'à ce qu'elles soient aussi éloignées que possible. Puisque la charge peut se déplacer dans le conducteur, elle se déplace vers les surfaces extérieures de l'objet. montre schématiquement comment la charge négative en excès est uniformément répartie sur la surface extérieure de la sphère métallique.

Que se passe-t-il si cela est fait avec un objet isolant ? Les électrons se repoussent toujours, mais ils ne peuvent pas bouger car le matériau est un isolant. Ainsi, l'excès de charge reste placé et ne se propage pas à travers l'objet. montre cette situation.

Figure 9 Une sphère conductrice avec une charge négative en excès. Les électrons se repoussent et se dispersent pour recouvrir la surface extérieure de la sphère. Une sphère isolante avec une charge négative en excès. Les électrons ne peuvent pas bouger, ils restent donc dans leur position d'origine.

Transfert et séparation de charge

La plupart des objets que nous traitons sont électriquement neutres, ce qui signifie qu'ils ont la même quantité de charge positive et négative. Cependant, le transfert de charge négative d'un objet à un autre est assez facile à faire. Lorsqu'une charge négative est transférée d'un objet à un autre, la charge positive en excès est laissée derrière. Comment savons-nous qu'une charge négative est une charge mobile ? La charge positive est portée par le proton, qui est fermement coincé dans le noyau des atomes, et les atomes sont bloqués en place dans les matériaux solides.

La loi de la gravité

Les électrons qui portent une charge négative sont beaucoup plus faciles à éliminer de leurs atomes ou molécules et donc plus faciles à transporter. La charge électrique peut être transférée de plusieurs manières. L'une des méthodes les plus simples de transfert de charge est chargée par un contact dans lequel les surfaces de deux objets de différents matériaux sont en contact étroit. Si l'un des matériaux retient les électrons plus étroitement que l'autre, alors lorsque les matériaux se séparent, il accepte certains électrons. Le frottement de deux surfaces augmente le transfert d'électrons car il crée un contact plus étroit entre les matériaux.

Il sert également à alimenter un matériau frais avec une alimentation complète en électrons vers un autre matériau. Ainsi, lorsque vous marchez sur un tapis par temps sec, vos chaussures frottent contre le tapis et certains électrons sont retirés du tapis par vos chaussures. En conséquence, vous avez un excès de charge négative sur vos chaussures. Lorsque vous touchez la poignée de porte, certains de vos électrons en excès sont transférés à la poignée de porte neutre, créant une petite étincelle.

Formulation de la loi de conservation de la charge électrique

Toucher la poignée à la poignée démontre la deuxième façon de transférer une charge électrique, qui est chargée par conduction. Ce transfert se produit parce que, comme les charges, ils se repoussent, et donc les électrons en excès que vous avez prélevés sur le tapis doivent être aussi éloignés que possible. Certains d'entre eux se déplacent vers la poignée de porte, où ils seront répartis sur la surface extérieure du métal. Un autre exemple de charge conductrice est illustré dans la rangée du haut. Une sphère métallique avec 100 électrons en excès touche une sphère métallique avec 50 électrons en excès, donc 25 électrons de la première sphère vont à la seconde sphère.

Chaque sphère se termine par 75 électrons en excès. Le même raisonnement s'applique au transfert d'une charge positive. Cependant, comme une charge positive est essentiellement incapable de se déplacer dans les solides, elle est portée par le mouvement d'une charge négative dans la direction opposée. Par exemple, considérons la rangée du bas. La première boule de métal a 100 protons en excès et touche la sphère métallique avec 50 protons en excès, de sorte que la deuxième sphère transfère 25 électrons à la première sphère. Ces 25 électrons supplémentaires annuleront électriquement 25 protons, de sorte que 75 protons en excès resteront dans la première sphère métallique.