Введение
Основной физический закон – электрический заряд непрерывно сохраняется в пространстве и времени.
Сохранение электрического заряда
the conservation of electric charge
In physics, charge conservation is the principle that the total electric charge in an isolated system never changes. The net quantity of electric charge, the amount of positive charge minus the amount of negative charge in the universe, is always conserved. Charge conservation, considered as a physical conservation law, implies that the change in the amount of electric charge in any volume of space is exactly equal to the amount of charge flowing into the volume minus the amount of charge flowing out of the volume. In essence, charge conservation is an accounting relationship between the amount of charge in a region and the flow of charge into and out of that region, given by a continuity equation between charge density and current density
This does not mean that individual positive and negative charges cannot be created or destroyed. Electric charge is carried by subatomic particles such as electrons and protons. Charged particles can be created and destroyed in elementary particle reactions. In particle physics, charge conservation means that in reactions that create charged particles, equal numbers of positive and negative particles are always created, keeping the net amount of charge unchanged. Similarly, when particles are destroyed, equal numbers of positive and negative charges are destroyed. This property is supported without exception by all empirical observations so far. that is, there are equal quantities of positive and negative charge.
В физике сохранение заряда – это принцип, согласно которому общий электрический заряд в изолированной системе никогда не изменяется. Результирующее количество электрического заряда, разность между количеством положительного и отрицательного зарядов во Вселенной, всегда сохраняется. Сохранение заряда, рассматриваемое как закон сохранения, подразумевает, что изменение количества электрического заряда в любом объеме пространства равно количеству заряда, входящего в этот объем, минус количество заряда, выходящего из него. По сути, сохранение заряда представляет собой взаимосвязь между количеством заряда в данной области и потоком заряда в эту область и из нее, описываемую уравнением непрерывности между плотностью заряда и плотностью тока.
the conservation of electric charge
In physics, charge conservation is the principle that the total electric charge in an isolated system never changes. The net quantity of electric charge, the amount of positive charge minus the amount of negative charge in the universe, is always conserved. Charge conservation, considered as a physical conservation law, implies that the change in the amount of electric charge in any volume of space is exactly equal to the amount of charge flowing into the volume minus the amount of charge flowing out of the volume. In essence, charge conservation is an accounting relationship between the amount of charge in a region and the flow of charge into and out of that region, given by a continuity equation between charge density and current density
This does not mean that individual positive and negative charges cannot be created or destroyed. Electric charge is carried by subatomic particles such as electrons and protons. Charged particles can be created and destroyed in elementary particle reactions. In particle physics, charge conservation means that in reactions that create charged particles, equal numbers of positive and negative particles are always created, keeping the net amount of charge unchanged. Similarly, when particles are destroyed, equal numbers of positive and negative charges are destroyed. This property is supported without exception by all empirical observations so far. that is, there are equal quantities of positive and negative charge.
Это не означает, что отдельные положительные и отрицательные заряды не могут быть созданы или уничтожены. Электрический заряд переносится субатомными частицами, такими как электроны и протоны. Заряженные частицы могут создаваться и уничтожаться в реакциях с участием элементарных частиц. В физике частиц сохранение заряда означает, что в реакциях, приводящих к созданию заряженных частиц, всегда создается равное количество положительных и отрицательных частиц, поддерживая результирующий заряд неизменным. Аналогично, при уничтожении частиц, равное количество положительных и отрицательных зарядов также уничтожается. Это свойство подтверждается всеми эмпирическими наблюдениями на сегодняшний день, то есть количество положительного и отрицательного заряда всегда равно.
the conservation of electric charge
In physics, charge conservation is the principle that the total electric charge in an isolated system never changes. The net quantity of electric charge, the amount of positive charge minus the amount of negative charge in the universe, is always conserved. Charge conservation, considered as a physical conservation law, implies that the change in the amount of electric charge in any volume of space is exactly equal to the amount of charge flowing into the volume minus the amount of charge flowing out of the volume. In essence, charge conservation is an accounting relationship between the amount of charge in a region and the flow of charge into and out of that region, given by a continuity equation between charge density and current density
This does not mean that individual positive and negative charges cannot be created or destroyed. Electric charge is carried by subatomic particles such as electrons and protons. Charged particles can be created and destroyed in elementary particle reactions. In particle physics, charge conservation means that in reactions that create charged particles, equal numbers of positive and negative particles are always created, keeping the net amount of charge unchanged. Similarly, when particles are destroyed, equal numbers of positive and negative charges are destroyed. This property is supported without exception by all empirical observations so far. that is, there are equal quantities of positive and negative charge.
История
Закон сохранения заряда был впервые предложен британским ученым Уильямом Уотсоном в 1746 году и американским политическим деятелем и ученым Бенджамином Франклином в 1747 году, хотя первое убедительное доказательство было представлено Майклом Фарадеем в 1843 году.
Вывод из законов Максвелла
Инвариантность заряда может быть выведена как следствие уравнений Максвелла. Левая часть модифицированного закона Ампера имеет нулевую дивергенцию в силу тождества div–curl. Разлагая дивергенцию правой части, меняя порядок дифференцирования и применяя закон Гаусса, получаем: то есть, согласно теореме Гаусса о дивергенции, это означает, что скорость изменения заряда в фиксированном объеме равна суммарному току, протекающему через границу:
В частности, в изолированной системе полный заряд сохраняется.