Электрические заряды могут быть двух типов: положительные и отрицательные. Эти два типа зарядов составляют основу электричества и взаимодействуют друг с другом согласно принципам электростатики. Давайте разберёмся, что это за заряды, как они возникают и как взаимодействуют.
1. Положительный заряд
Положительный заряд — это заряд, который, в контексте обычных материалов, часто ассоциируется с дефицитом электронов в теле. То есть, объект с положительным зарядом имеет меньше электронов, чем протонов. Протоны несут положительный заряд, а электроны — отрицательный. Когда электроны покидают атом, остаются только протоны, и объект становится положительно заряженным.
Пример:
Стеклянная палочка, натёртая о шерсть, может стать положительно заряженной, так как электроны переходят от стекла к шерсти, оставляя стекло с избыточным количеством протонов.
2. Отрицательный заряд
Отрицательный заряд — это заряд, который возникает, когда в объекте имеется избыточное количество электронов. Электроны являются элементарными частицами с отрицательным зарядом, и когда их число превышает количество протонов, объект становится отрицательно заряженным.
Пример:
Если стеклянную палочку натереть о шёлк, то электроны перейдут с шёлка на стекло, и шёлк станет отрицательно заряженным, а стекло — положительным.
Основные принципы, связанные с электрическими зарядами:
Закон сохранения заряда:
Электрический заряд не может быть создан или уничтожен, он может только переходить от одного тела к другому. Когда два объекта взаимодействуют, общий заряд системы сохраняется, то есть сумма зарядов до и после взаимодействия остаётся постоянной.Взаимодействие зарядов:
Заряды одного знака (положительные и положительные или отрицательные и отрицательные) отталкиваются друг от друга.
Заряды противоположных знаков (положительный и отрицательный) притягиваются друг к другу.
Электрическое поле:
Электрические заряды создают вокруг себя электростатическое поле, которое оказывает воздействие на другие заряды. Например, положительный заряд создаёт поле, которое направлено от него, а отрицательный заряд — к нему.Единицы измерения:
Электрический заряд измеряется в кулонах (C). Один кулон — это большое количество заряда, и для практических нужд часто используются более мелкие единицы, такие как милликулоны (мкК) или микрокулоны (μC). Один элементарный заряд (заряд электрона или протона) равен приблизительно 1.602×10−191.602 times 10^{-19} кулона.Механизм возникновения зарядов:
Электрические заряды на объектах могут возникать разными способами, такими как:Контактный способ (когда два объекта касаются друг друга, и заряды передаются от одного объекта к другому).
Трение (при котором электроны переходят от одного тела на другое, как в случае с натиранием стеклянной палочки о шерсть или шёлк).
Индукция (при которой заряд на одном объекте вызывает перераспределение зарядов на другом объекте, не касаясь его).
Историческая справка:
Термины «положительный» и «отрицательный» предложены Бенджамином Франклином в 18 веке. Он выбрал эти обозначения, основываясь на собственных наблюдениях и экспериментах с электрическими разрядами. В те времена электрические явления были достаточно мало изучены, и даже понятие электрического заряда было весьма неопределённым.
Электрические заряды в природе:
В природе существует множество примеров, где электрические заряды играют важную роль:
Молнии — это огромные электрические разряды между облаками и землёй, часто с участием огромных зарядов противоположных знаков.
Электрические рыбы (например, электрический угорь) используют электрические заряды для охоты или защиты.
Таким образом, взаимодействие положительных и отрицательных зарядов лежит в основе множества явлений в электричестве и магнетизме.
