Llei de conservació de la càrrega elèctrica
Passi el que passi al món, hi ha una certa càrrega elèctrica total a l'univers, la mida de la qual sempre es manté inalterada. Fins i tot si el càrrec per algun motiu deixi d'existir en un lloc, sens dubte acabarà en un altre lloc. Això vol dir que la càrrega no pot desaparèixer per sempre.
Aquest fet va ser establert i investigat per Michael Faraday. Una vegada va aixecar una enorme bola de metall buida al seu laboratori, a la superfície exterior de la qual va connectar un galvanòmetre ultrasensible. La mida de la pilota va permetre col·locar-hi tot un laboratori.
I també ho va fer Faraday. Va començar a portar a la pilota els equips elèctrics més variats de què disposava, i després va començar a experimentar. Estant a la pilota, va començar a fregar barres de vidre amb pell, engegar màquines electrostàtiques, etc. Però per molt que Faraday ho s'esforçés, la càrrega de la pilota no augmentava. De cap manera el científic va aconseguir crear una càrrega.
I ho entenem perquè quan fregueu una vareta de vidre amb una pell, tot i que la vareta obté una càrrega positiva, la pell immediatament rep una càrrega negativa per la mateixa quantitat, i la suma de la càrrega de la pell i la vareta és zero. .
Un galvanòmetre fora de la pilota, sens dubte, reflectiria el fet d'un canvi de càrrec si aparegués una càrrega "extra" al laboratori de Faraday, però no va passar res d'això. S'ha desat la càrrega completa.
Un altre exemple. Un neutró és inicialment una partícula sense càrrega, però un neutró pot desintegrar-se en un protó i un electró. I encara que el propi neutró és neutre, és a dir, la seva càrrega és zero, les partícules nascudes com a conseqüència de la seva desintegració porten càrregues elèctriques de signe oposat i igual en nombre. La càrrega total de l'univers no ha canviat gens, es manté constant.
Un altre exemple són un positró i un electró. El positró és l'antipartícula de l'electró, té la càrrega oposada a l'electró i és essencialment una imatge mirall de l'electró. Un cop es troben, l'electró i el positró s'aniquilen mútuament a mesura que neix un gamma-quàntic (radiació electromagnètica), però la càrrega total es manté de nou sense canvis. El procés invers també és cert (vegeu la figura anterior).
La llei de conservació de la càrrega elèctrica es formula de la següent manera: es conserva la suma algebraica de càrregues d'un sistema elèctricament tancat. O així: amb cada interacció dels cossos, la seva càrrega elèctrica total es manté inalterada.
Canvis de càrrega elèctrica en parts (quantificats)
La càrrega elèctrica té una propietat inusual: sempre canvia en parts. Considereu una partícula carregada. La seva càrrega pot ser, per exemple, una part de la càrrega o dues parts de la càrrega, menys una o menys dues parts.Una càrrega negativa elemental (mínim de partícules de llarga vida existents) té un electró.
La càrrega de l'electró és 1,602 176 6208 (98) x 10-19 Penjoll. Aquesta quantitat de càrrega és la part mínima (un quàntic de càrrega elèctrica). Les peces minúscules de càrrega elèctrica es poden moure en quantitats variables d'un lloc a un altre de l'espai, però la càrrega total es conserva sempre i a tot arreu, i en principi es pot mesurar com el nombre d'aquestes peces minúscules.
Les càrregues elèctriques són fonts de camps elèctrics i magnètics
Val la pena assenyalar que les càrregues elèctriques són fonts de camps elèctrics i magnètics… Per tant, l'enfocament elèctric permet determinar la quantitat de càrrega d'un o altre dels seus portadors. A més, la càrrega és una mesura de la interacció d'un cos carregat amb un camp elèctric. Com a resultat, es pot argumentar que l'electricitat és un fenomen associat a càrregues en repòs (electricitat estàtica, camp elèctric) o en moviment (corrent, camp magnètic).