ऊर्जा के संरक्षण के नियम के रूप में ऐसी चीज को बिल्कुल हर कोई जानता है। ऊर्जा कुछ भी नहीं से उत्पन्न होती है और कहीं भी गायब नहीं होती है। यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदलता है।

यह ब्रह्मांड का मूल नियम है। यह इस नियम के लिए धन्यवाद है कि ब्रह्मांड स्थिर और लंबे समय तक अस्तित्व में रह सकता है।

आवेश के संरक्षण के नियम का निरूपण

इसी तरह का एक और कानून है, जो मौलिक में से एक है। यह है संरक्षण का नियम आवेश.

आराम और विद्युत रूप से तटस्थ निकायों में, विपरीत संकेतों के आरोप परिमाण में बराबर होते हैं और परस्पर एक दूसरे को क्षतिपूर्ति करते हैं। जब कुछ निकायों का दूसरों द्वारा विद्युतीकरण किया जाता है, तो चार्ज एक शरीर से दूसरे में जाते हैं, लेकिन उनका कुल चार्ज वही रहता है।

निकायों की एक पृथक प्रणाली में, कुल कुल चार्ज हमेशा कुछ स्थिर मूल्य के बराबर होता है: q_1+q_2+⋯+q_n=const, जहां q_1, q_2, …, q_n सिस्टम में शामिल निकायों या कणों के आरोप हैं।

कणों के परिवर्तन के बारे में क्या?

एक बिंदु है जो कणों के परिवर्तन के बारे में प्रश्न उठा सकता है। दरअसल, कण अन्य कणों, विकिरण या ऊर्जा में गुजरते समय जन्म दे सकते हैं और गायब हो सकते हैं।

इस मामले में, ऐसी प्रक्रियाएं तटस्थ और चार्ज-वाहक कणों दोनों के साथ हो सकती हैं। इस मामले में चार्ज के संरक्षण के कानून के साथ कैसे हो?

यह पता चला कि कणों का जन्म और गायब होना केवल जोड़े में ही हो सकता है। अर्थात्, कण एक अलग प्रकार के अस्तित्व में जाते हैं, उदाहरण के लिए, केवल एक जोड़ी के रूप में विकिरण में, जब सकारात्मक और नकारात्मक दोनों कण एक साथ गायब हो जाते हैं।

इस मामले में, एक निश्चित प्रकार का विकिरण और एक निश्चित ऊर्जा दिखाई देती है। विपरीत स्थिति में, जब आवेशित कण कुछ विकिरण और ऊर्जा खपत के प्रभाव में पैदा होते हैं, तो वे भी केवल जोड़े में पैदा होते हैं: सकारात्मक और नकारात्मक।

तदनुसार, नए प्रकट हुए कणों के युग्म का कुल आवेश होगा शून्यऔर आवेश संरक्षण का नियम संतुष्ट होता है।

कानून की प्रायोगिक पुष्टि

विद्युत आवेश के संरक्षण के नियम की पूर्ति की कई बार प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की जा चुकी है। एक भी तथ्य ऐसा नहीं है जो अन्यथा बोलता हो।

इसलिए, वैज्ञानिकों का मानना ​​​​है कि ब्रह्मांड में सभी निकायों का कुल विद्युत आवेश अपरिवर्तित रहता है और, सबसे अधिक संभावना है, शून्य के बराबर है। यानी सभी धनात्मक आवेशों की संख्या सभी ऋणात्मक आवेशों की संख्या के बराबर होती है।

चार्ज संरक्षण कानून के अस्तित्व की प्रकृति अभी भी स्पष्ट नहीं है। विशेष रूप से, यह स्पष्ट नहीं है कि आवेशित कण केवल जोड़े में ही क्यों उत्पन्न होते हैं और नष्ट हो जाते हैं।

प्रयोग स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि जब निकायों का विद्युतीकरण किया जाता है, तो विपरीत संकेतों के आवेश हमेशा प्रकट होते हैं। यदि दो निकायों में से एक परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप ऋणात्मक रूप से आवेशित हो जाता है, तो दूसरे पर धनात्मक आवेश होगा।

आइए समान गेंदों वाले दो इलेक्ट्रोमीटर लें और उन्हें विद्युत आवेशों को मापने के लिए तैयार करें। ऐसा करने के लिए, हम उनके धातु के मामलों को जमीन पर रखते हैं।

एक प्लेट के साथ कार्बनिक ग्लास की एक प्लेट ट्रिम करें, जिसकी सतह कागज से ढकी हुई है। यदि उसके बाद हम प्रत्येक प्लेट से धातु की गेंदों को स्पर्श करते हैं, तो हम देखेंगे कि गैल्वेनोमीटर के तीर एक ही कोण से विचलित होते हैं (चित्र 4.10)। प्राप्त शुल्कों के संकेत को निर्धारित करने के लिए, हम बारी-बारी से दोनों गेंदों पर फर के साथ पहनी जाने वाली एक इबोनाइट स्टिक लाते हैं। एक इलेक्ट्रोमीटर रीडिंग कम करेगा, और दूसरा इसे बढ़ाएगा। यह इंगित करता है कि इलेक्ट्रोमीटर की गेंदों पर विपरीत संकेतों के आवेश होते हैं। आप इन कथनों की जाँच एक अन्य प्रयोग की सहायता से कर सकते हैं। ऐसा करने के लिए, हम दोनों गेंदों को इलेक्ट्रोमीटर पर एक इंसुलेटिंग हैंडल पर एक तार से जोड़ते हैं। दोनों विद्युतमापियों की सुइयां तुरंत शून्य हो जाएंगी (चित्र 4.11)। यह आरोपों के पूर्ण निष्प्रभावीकरण को इंगित करता है। किए गए प्रयोगों के विश्लेषण से पता चलता है कि प्रकृति में है विद्युत आवेशों के संरक्षण का नियम.

विद्युत आवेशों के संरक्षण का नियम . एक बंद प्रणाली में, इस प्रणाली को बनाने वाले निकायों के विद्युत आवेशों का बीजगणितीय योग स्थिर रहता है।

Q1 + Q2 + Q3 + … + क्यूएन= स्थिरांक

बेंजामिन फ्रैंकलिन(1706-1790) - एक उत्कृष्ट अमेरिकी राजनीतिज्ञ; भौतिकी के क्षेत्र में काम किया: "विद्युत द्रव" के अतिप्रवाह द्वारा विद्युतीकरण की व्याख्या करने वाला एक सिद्धांत विकसित किया, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज की अवधारणा पेश की; वातावरण में विद्युत परिघटनाओं का अध्ययन किया।

पहली बार 1747 में अमेरिकी वैज्ञानिक बी फ्रैंकलिन द्वारा तैयार किया गया था।

शारीरिक समस्याओं का समाधान करते समय विद्युत आवेश के संरक्षण का नियमविद्युत आवेशों के मूल्यों का उपयोग उनके संकेतों के साथ किया जाता है।

वैज्ञानिक जानते हैं शारीरिक प्रक्रियाएं, जिसके दौरान विद्युत चुम्बकीय विकिरण बनता है प्राथमिक कण. विशिष्ट उदाहरणऐसी घटना - शिक्षा इलेक्ट्रॉनऔर पोजीट्रान-विकिरण से जो पदार्थ के रेडियोधर्मी परिवर्तनों के दौरान प्रकट होता है। कई अध्ययनों ने स्पष्ट रूप से साबित कर दिया है कि इन परिवर्तनों में एक नकारात्मक चार्ज वाला इलेक्ट्रॉन हमेशा सकारात्मक चार्ज वाले पॉजिट्रॉन के साथ एक जोड़ी में दिखाई देता है। एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन के आवेशों का बीजगणितीय योग शून्य होता है। विद्युत चुम्बकीय विकिरणकोई शुल्क नहीं है। इस प्रकार,

एक इलेक्ट्रॉन-पॉज़िट्रॉन जोड़ी के गठन की प्रतिक्रिया में, चार्ज के संरक्षण का कानून.

क्यू इलेक्ट्रॉन +क्यू पॉज़िट्रॉन = 0.

पोजीट्रान - एक प्राथमिक कण जिसका द्रव्यमान लगभग एक इलेक्ट्रॉन के द्रव्यमान के बराबर होता है; पॉज़िट्रॉन का आवेश धनात्मक और इलेक्ट्रॉन के आवेश के बराबर होता है।

आधारित विद्युत आवेश के संरक्षण का नियममैक्रोस्कोपिक निकायों के विद्युतीकरण की व्याख्या करता है।

जैसा कि आप जानते हैं, सभी पिंडों में परमाणु होते हैं, जिनमें शामिल हैं इलेक्ट्रॉनोंऔर प्रोटान. एक अनावेशित पिंड की संरचना में इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन की संख्या समान होती है। इसलिए, ऐसा शरीर अन्य निकायों पर विद्युत क्रिया प्रदर्शित नहीं करता है। यदि दो पिंड निकट संपर्क में हैं (रगड़ने, संपीड़न, प्रभाव आदि के दौरान), तो परमाणुओं से जुड़े इलेक्ट्रॉन प्रोटॉन की तुलना में बहुत कमजोर होते हैं, वे एक शरीर से दूसरे शरीर में जाते हैं। साइट से सामग्री

जिस शरीर में इलेक्ट्रॉन गुजरे हैं, उनमें उनकी अधिकता होगी। संरक्षण के नियम के अनुसार, इस पिंड का विद्युत आवेश सभी प्रोटॉनों के धन आवेशों और सभी इलेक्ट्रॉनों के आवेशों के बीजगणितीय योग के बराबर होगा। यह आवेश ऋणात्मक होगा और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों के आवेशों के योग के बराबर होगा।

इलेक्ट्रॉनों की अधिकता वाले शरीर पर ऋणात्मक आवेश होता है।

एक शरीर जिसने इलेक्ट्रॉनों को खो दिया है, उसके पास एक सकारात्मक चार्ज होगा, जिसका मापांक शरीर द्वारा खोए गए इलेक्ट्रॉनों के आरोपों के योग के बराबर होगा।

एक सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए शरीर में प्रोटॉन की तुलना में कम इलेक्ट्रॉन होते हैं।

विद्युत आवेश के संरक्षण का नियमइस बात की परवाह किए बिना कि आवेशित पिंड गतिमान हैं या नहीं। आवेश के इस गुण को अपरिवर्तनशीलता कहते हैं। इलेक्ट्रॉन आवेश 1.6 है। 10 -19 सी दोनों 200 मीटर/सेकेंड की गति से और 100,000 किमी/सेकेंड की गति से। यदि ऐसा नहीं होता, तो इलेक्ट्रॉनों के कुछ गुण मुक्त अवस्था में होते और परमाणु में पूरी तरह से भिन्न होते। और यह विज्ञान द्वारा स्थापित नहीं है।

जब शरीर संदर्भ के दूसरे फ्रेम में जाता है तो विद्युत आवेश नहीं बदलता है।

इस पृष्ठ पर, विषयों पर सामग्री:

• स्पर संरक्षण कानून

• भौतिकी में विद्युत आवेश सार के संरक्षण का नियम

• इलेक्ट्रिक चार्ज चीट शीट के संरक्षण का कानून

• ऊर्जा संरक्षण का नियम। दूरभाष का विद्युतीकरण

• विद्युत आवेश के संरक्षण के नियम की पुष्टि करने वाले प्रयोग

इस मद के बारे में प्रश्न:

चार्ज के संरक्षण का कानून

सभी प्राकृतिक घटनाओं को यांत्रिकी की अवधारणाओं और नियमों, पदार्थ की संरचना के आणविक-गतिज सिद्धांत और थर्मोडायनामिक्स के आधार पर समझा और समझाया नहीं जा सकता है। ये विज्ञान उन बलों की प्रकृति के बारे में कुछ नहीं कहते हैं जो अलग-अलग परमाणुओं और अणुओं को बांधते हैं, पदार्थ के परमाणुओं और अणुओं को एक दूसरे से एक निश्चित दूरी पर ठोस अवस्था में रखते हैं। परमाणुओं और अणुओं के परस्पर क्रिया के नियमों को इस विचार के आधार पर समझा और समझाया जा सकता है कि प्रकृति में विद्युत आवेश मौजूद हैं।

सबसे सरल और सबसे रोजमर्रा की घटना, जिसमें प्रकृति में विद्युत आवेशों के अस्तित्व का तथ्य, संपर्क पर निकायों का विद्युतीकरण है। विद्युतीकरण के दौरान पाए गए पिंडों की परस्पर क्रिया को विद्युत चुम्बकीय संपर्क कहा जाता है, और भौतिक मात्रा, जो विद्युत चुम्बकीय संपर्क को निर्धारित करता है, - विद्युत आवेश। विद्युत आवेशों को आकर्षित करने और प्रतिकर्षित करने की क्षमता दो . की उपस्थिति को इंगित करती है विभिन्न प्रकारआरोप: सकारात्मक और नकारात्मक।

विद्युत आवेश न केवल निकायों के संपर्क में आने पर विद्युतीकरण के परिणामस्वरूप प्रकट हो सकते हैं, बल्कि अन्य अंतःक्रियाओं के दौरान भी हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, बल के प्रभाव में (पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव)। लेकिन हमेशा एक बंद प्रणाली में, जिसमें चार्ज शामिल नहीं होते हैं, निकायों के किसी भी अंतःक्रिया के लिए, बीजगणितीय (यानी, संकेत को ध्यान में रखते हुए) सभी निकायों के विद्युत आवेशों का योग स्थिर रहता है। प्रयोगात्मक रूप से स्थापित इस तथ्य को विद्युत आवेश के संरक्षण का नियम कहा जाता है।

प्रकृति में कहीं भी और कभी नहीं एक ही चिन्ह के विद्युत आवेश उत्पन्न होते हैं और गायब हो जाते हैं। एक धनात्मक आवेश का प्रकटन हमेशा एक ऋणात्मक आवेश के निरपेक्ष मान के बराबर, लेकिन चिह्न में विपरीत होता है। निरपेक्ष मान में समान होने पर न तो धनात्मक और न ही ऋणात्मक आवेश एक-दूसरे से अलग-अलग गायब हो सकते हैं।

ज्यादातर मामलों में निकायों पर विद्युत आवेशों की उपस्थिति और गायब होने को प्राथमिक आवेशित कणों - इलेक्ट्रॉनों - के एक शरीर से दूसरे शरीर में संक्रमण द्वारा समझाया गया है। जैसा कि आप जानते हैं, किसी भी परमाणु की संरचना में एक धनावेशित नाभिक और ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन शामिल होते हैं। एक तटस्थ परमाणु में, इलेक्ट्रॉनों का कुल आवेश आवेश के बराबर होता है परमाणु नाभिक. तटस्थ परमाणुओं और अणुओं से युक्त शरीर का कुल विद्युत आवेश शून्य के बराबर होता है।

यदि, किसी भी बातचीत के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रॉनों का हिस्सा एक शरीर से दूसरे शरीर में जाता है, तो एक शरीर को एक नकारात्मक विद्युत आवेश प्राप्त होता है, और दूसरा - निरपेक्ष मान के बराबर एक सकारात्मक आवेश। जब दो विपरीत रूप से आवेशित पिंड संपर्क में आते हैं, तो आमतौर पर विद्युत आवेश बिना किसी निशान के गायब नहीं होते हैं, और अधिक संख्या में इलेक्ट्रॉन एक नकारात्मक रूप से आवेशित शरीर से एक ऐसे शरीर में चले जाते हैं जिसमें कुछ परमाणुओं में कोई परमाणु नहीं होता है। पूरा स्थिरउनके गोले में इलेक्ट्रॉन।

एक विशेष मामला प्राथमिक आवेशित प्रतिकणों का मिलन है, उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन। इस मामले में, सकारात्मक और नकारात्मक विद्युत आवेश वास्तव में गायब हो जाते हैं, नष्ट हो जाते हैं, लेकिन विद्युत आवेश के संरक्षण के नियम के अनुसार पूर्ण रूप से, क्योंकि एक इलेक्ट्रॉन और एक पॉज़िट्रॉन के आवेशों का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होता है।

आवेश संरक्षण के नियम में कहा गया है कि एक निश्चित बंद प्रणाली के आसपास के स्थान के साथ बातचीत के दौरान, सिस्टम को इसकी सतह से छोड़ने वाले चार्ज की मात्रा सिस्टम में प्रवेश करने वाले चार्ज की मात्रा के बराबर होती है। दूसरे शब्दों में, निकाय में सभी आवेशों का बीजगणितीय योग शून्य होता है।

फॉर्मूला 1 - चार्ज के संरक्षण का कानून

जैसा कि आप जानते हैं कि प्रकृति में दो प्रकार के आवेश होते हैं। ये सकारात्मक और नकारात्मक हैं। साथ ही, आवेश का परिमाण असतत है, अर्थात यह केवल भागों में ही बदल सकता है। प्राथमिक आवेश एक इलेक्ट्रॉन का आवेश होता है। यदि किसी परमाणु में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ा जाए तो वह ऋणावेशित आयन बन जाता है। और अगर आप इसे दूर ले जाते हैं, तो सकारात्मक।

आवेश संरक्षण के नियम का मूल विचार यह है कि आवेश कहीं से भी उत्पन्न नहीं होता है और कहीं भी गायब नहीं होता है। जब एक चिन्ह का आवेश उत्पन्न होता है, तो उसी परिमाण के विपरीत चिन्ह का आवेश तुरंत प्रकट होता है।

इस कानून की पुष्टि करने के लिए, हम एक प्रयोग करेंगे। उसके लिए हमें दो इलेक्ट्रोमीटर चाहिए। ये ऐसे उपकरण हैं जो विद्युत आवेश दिखाते हैं। इसमें एक छड़ होती है जिस पर धुरी स्थिर होती है। अक्ष पर एक तीर है। यह सब एक बेलनाकार मामले में रखा गया है, जो दोनों तरफ कांच के साथ बंद है।

पहले इलेक्ट्रोमीटर की छड़ पर एक धातु डिस्क होती है। जिस पर हम एक और ऐसी डिस्क रखेंगे। डिस्क के बीच किसी प्रकार का इन्सुलेटर रखना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, कपड़ा। शीर्ष डिस्क में एक ढांकता हुआ हैंडल है। इस हैंडल को पकड़कर, हम डिस्क को एक दूसरे के खिलाफ रगड़ेंगे। इस प्रकार, उन्हें विद्युतीकरण।

चित्र 1 - उनसे जुड़े डिस्क वाले इलेक्ट्रोमीटर

ऊपर की डिस्क को हटाने के बाद, इलेक्ट्रोमीटर एक चार्ज की उपस्थिति दिखाएगा। उसका तीर भटक जाएगा। अगला, हम डिस्क लेते हैं और इसे दूसरे इलेक्ट्रोमीटर की छड़ से स्पर्श करते हैं। वह एक आवेश की उपस्थिति का संकेत देते हुए तीर को भी विचलित करेगा। हालांकि चार्ज विपरीत राशि का होगा। इसके अलावा, यदि हम इलेक्ट्रोमीटर की छड़ों को जोड़ते हैं, तो तीर अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाएंगे। यानी चार्ज एक दूसरे को कैंसिल कर देते हैं।

चित्रा 2 - डिस्क चार्ज मुआवजा

इस प्रयोग में क्या हुआ। जब हमने डिस्क को आपस में रगड़ा, तो डिस्क की धातु में आवेशों का पृथक्करण हुआ। प्रारंभ में, प्रत्येक डिस्क विद्युत रूप से तटस्थ थी। उनमें से एक ने इलेक्ट्रॉनों की अधिकता प्राप्त की, अर्थात ऋणात्मक आवेश। दूसरे को इलेक्ट्रॉनों की कमी हो गई, यानी वह सकारात्मक रूप से चार्ज हो गया।

इस मामले में आरोप कहीं से सामने नहीं आए। वे पहले से ही प्रवाहकीय डिस्क के अंदर थे। केवल उन्हें आपस में मुआवजा दिया गया था। हमने उन्हें अभी अलग किया है। एक ही समय में अलग-अलग डिस्क पर रखने के बाद। जब हमने इलेक्ट्रोमीटर की छड़ों को जोड़ा, तो शुल्क फिर से एक दूसरे के साथ मुआवजा दिया। तीरों ने क्या संकेत दिया।

यदि हम इलेक्ट्रोमीटर और डिस्क को एक ही प्रणाली मानते हैं। फिर, हमारे सभी जोड़तोड़ के बावजूद, इस प्रणाली का कुल चार्ज हर समय स्थिर रहता था। प्रारंभ में, डिस्क विद्युत रूप से तटस्थ थे। अलग होने के बाद, बल्क पॉजिटिव और नेगेटिव चार्ज दिखाई दिए। बात सिर्फ इतनी है कि वे आकार में एक जैसे थे। इसका मतलब है कि सिस्टम में चार्ज वही रहता है। छड़ों को जोड़ने के बाद, सिस्टम अपनी मूल स्थिति में लौट आया।