Hukum Kekekalan Muatan Listrik
Apa pun yang terjadi di dunia, ada muatan listrik total tertentu di alam semesta, yang ukurannya selalu tidak berubah. Sekalipun muatan karena alasan tertentu tidak ada lagi di satu tempat, pasti akan berakhir di tempat lain. Artinya muatan tidak bisa hilang selamanya.
Fakta ini didirikan dan diselidiki oleh Michael Faraday. Dia pernah mendirikan bola logam berongga besar di laboratoriumnya, ke permukaan luar yang dia sambungkan dengan galvanometer ultra-sensitif. Ukuran bola memungkinkan untuk menempatkan seluruh laboratorium di dalamnya.
Begitu pula dengan Faraday. Dia mulai membawa peralatan listrik paling bervariasi yang dia miliki ke dalam bola, dan kemudian mulai bereksperimen. Berada di dalam bola, dia mulai menggosok batang kaca dengan bulu, menyalakan mesin elektrostatis, dll. Tapi sekeras apa pun Faraday berusaha, muatan bola tidak bertambah. Ilmuwan itu sama sekali tidak berhasil membuat muatan.
Dan kami memahami ini karena ketika Anda menggosok batang kaca dengan bulu, meskipun batang tersebut mendapat muatan positif, bulu segera mendapat muatan negatif dengan jumlah yang sama, dan jumlah muatan pada bulu dan batang adalah nol. .
Galvanometer di luar bola pasti akan mencerminkan fakta perubahan muatan jika muatan "ekstra" muncul di laboratorium Faraday, tetapi hal semacam itu tidak terjadi. Biaya penuh disimpan.
Contoh lain. Neutron awalnya merupakan partikel yang tidak bermuatan, tetapi neutron dapat meluruh menjadi proton dan elektron. Dan meskipun neutron itu sendiri netral, yaitu muatannya nol, partikel yang lahir sebagai hasil peluruhannya membawa muatan listrik dengan tanda berlawanan dan jumlahnya sama. Muatan total alam semesta tidak berubah sama sekali, tetap konstan.
Contoh lain adalah positron dan elektron. Positron adalah antipartikel elektron, ia memiliki muatan yang berlawanan dengan elektron dan pada dasarnya merupakan bayangan cermin elektron. Begitu mereka bertemu, elektron dan positron memusnahkan satu sama lain saat gamma-quantum (radiasi elektromagnetik) lahir, tetapi muatan total tetap tidak berubah. Proses sebaliknya juga benar (lihat gambar di atas).
Hukum kekekalan muatan listrik dirumuskan sebagai berikut: jumlah muatan aljabar dari sistem tertutup listrik dilestarikan. Atau seperti ini: dengan setiap interaksi benda, muatan listrik totalnya tetap tidak berubah.
Perubahan muatan listrik di bagian (terkuantisasi)
Muatan listrik memiliki sifat yang tidak biasa—selalu berubah dalam beberapa bagian. Pertimbangkan partikel bermuatan. Muatannya dapat berupa, misalnya, satu bagian muatan atau dua bagian muatan, dikurangi satu atau dikurangi dua bagian.Muatan negatif elementer (minimum partikel berumur panjang sebenarnya) memiliki elektron.
Muatan elektronnya adalah 1,602 176 6208 (98) x 10-19 Pendant. Jumlah muatan ini adalah bagian minimum (kuantum muatan listrik). Keping-keping kecil muatan listrik dapat berpindah dalam jumlah yang berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain, tetapi muatan total selalu dan di mana-mana kekal, dan pada prinsipnya dapat diukur sebagai jumlah keping-keping kecil ini.
Muatan listrik adalah sumber medan listrik dan magnet
Perlu dicatat bahwa muatan listrik adalah sumbernya medan listrik dan magnet… Oleh karena itu, pendekatan kelistrikan memungkinkan untuk menentukan jumlah muatan pada satu atau beberapa pembawanya. Juga, muatan adalah ukuran interaksi benda bermuatan dengan medan listrik. Akibatnya, listrik dapat dikatakan sebagai fenomena yang terkait dengan muatan diam (listrik statis, medan listrik) atau bergerak (arus, medan magnet).