Wet van behoud van elektrische lading
Wat er ook gebeurt in de wereld, er is een bepaalde totale elektrische lading in het universum, waarvan de grootte altijd onveranderd blijft. Zelfs als de lading om de een of andere reden op de ene plaats ophoudt te bestaan, zal deze zeker op een andere plaats terechtkomen. Dit betekent dat de lading niet voor altijd kan verdwijnen.
Dit feit werd vastgesteld en onderzocht door Michael Faraday. Hij richtte eens een enorme holle metalen bal op in zijn laboratorium, waarop hij een ultragevoelige galvanometer aan het buitenoppervlak verbond. Door de grootte van de bal kon er een heel laboratorium in worden geplaatst.
En dat deed Faraday ook. Hij begon de meest uiteenlopende elektrische apparatuur die hij tot zijn beschikking had in de bal te brengen en begon toen te experimenteren. Omdat hij in de bal zat, begon hij glazen staven met bont te wrijven, elektrostatische machines te starten, enz. Maar hoe hard Faraday het ook probeerde, de lading van de bal nam niet toe. De wetenschapper slaagde er op geen enkele manier in om een lading te creëren.
En we begrijpen dit omdat wanneer je een glazen staaf met een vacht wrijft, ook al krijgt de staaf een positieve lading, de vacht onmiddellijk een negatieve lading krijgt met dezelfde hoeveelheid, en de som van de lading op de vacht en de staaf is nul .
Een galvanometer buiten de bal zou zeker het feit weergeven van een verandering van lading als er een "extra" lading in het laboratorium van Faraday zou verschijnen, maar zoiets gebeurde niet. Volledige lading is opgeslagen.
Een ander voorbeeld. Een neutron is aanvankelijk een ongeladen deeltje, maar een neutron kan vervallen in een proton en een elektron. En hoewel het neutron zelf neutraal is, dat wil zeggen, zijn lading nul is, dragen de deeltjes die ontstaan als gevolg van zijn verval elektrische ladingen met een tegengesteld teken en een gelijk aantal. De totale lading van het universum is helemaal niet veranderd, het blijft constant.
Een ander voorbeeld is een positron en een elektron. Het positron is het antideeltje van het elektron, het heeft de tegengestelde lading van het elektron en is in wezen een spiegelbeeld van het elektron. Zodra ze elkaar ontmoeten, vernietigen het elektron en het positron elkaar terwijl een gamma-quantum (elektromagnetische straling) wordt geboren, maar de totale lading blijft weer ongewijzigd. Het omgekeerde proces is ook waar (zie figuur hierboven).
De wet van behoud van elektrische lading is als volgt geformuleerd: de algebraïsche som van ladingen van een elektrisch gesloten systeem is behouden. Of zo: bij elke interactie van de lichamen blijft hun totale elektrische lading ongewijzigd.
Elektrische ladingsveranderingen in onderdelen (gekwantiseerd)
Elektrische lading heeft een ongebruikelijke eigenschap: het verandert altijd in delen. Beschouw een geladen deeltje. De lading kan bijvoorbeeld een deel van de lading zijn of twee delen van de lading, min één of min twee delen.Een elementaire (minimaal feitelijk bestaande langlevende deeltjes) negatieve lading heeft een elektron.
De elektronenlading is 1.602 176 6208 (98) x 10-19 Hanger. Deze hoeveelheid lading is het minimale deel (een kwantum elektrische lading). De minuscule deeltjes elektrische lading kunnen in verschillende hoeveelheden van de ene plaats in de ruimte naar de andere bewegen, maar de totale lading blijft altijd en overal behouden en kan in principe worden gemeten als het aantal van deze minuscule deeltjes.
Elektrische ladingen zijn bronnen van elektrische en magnetische velden
Het is vermeldenswaard dat elektrische ladingen bronnen zijn van elektrische en magnetische velden… Daarom maakt de elektrische benadering het mogelijk om de hoeveelheid lading op een van zijn dragers te bepalen. Ook is lading een maat voor de interactie van een geladen lichaam met een elektrisch veld. Als gevolg hiervan kan worden gesteld dat elektriciteit een fenomeen is dat verband houdt met ladingen in rust (statische elektriciteit, elektrisch veld) of bewegende ladingen (stroom, magnetisch veld).