חוק שימור המטען החשמלי
חוק שימור המטען החשמלי הוא חוק שימור הגורס שלא ניתן ליצור או להשמיד מטען חשמלי, אלא רק להעבירו ממקום למקום. המטען החשמלי הכולל של מערכת מבודדת נותר קבוע, ללא תלות בשינויים המתרחשים בתוך המערכת.
חוק שימור זה מתקיים בכל התהליכים הידועים בפיזיקה או כימיה, וניתן לגזור אותו (בצורתו המקומית) משדה כיול של פונקציית הגל.
בצורה דיפרנציאלית, שימור המטען מקביל למשוואת הרציפות למטען-זרם. משוואת הרציפות מתארת מבחינה מתמטית את העובדה שהשינוי המרחבי של צפיפות הזרם יכול לנבוע רק מהשינוי בזמן של צפיפות המטען.
באופן אינטגרלי, השינוי נטו בצפיפות המטען בתוך נפח האינטגרציה שווה לאינטגרל המשטחי של צפיפות הזרם על המשטח , הוא הזרם החשמלי : על כן, שימור המטען החשמלי, כפי שמבוטא על ידי משוואת הרצף, נותן את התוצאה:
כאן הוא הזרם היוצא נטו דרך משטח סגור, ו- הוא המטען החשמלי הכלוא בנפח המוגדר על ידי המשטח.
חוק שימור המטען החשמלי נובע מסימטריית כיול.
במסגרת חוקי קירכהוף, חוק הזרמים מתבסס על חוק שימור המטען החשמלי.
קישורים חיצוניים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- חוק שימור המטען החשמלי, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)
חשמל | ||
---|---|---|
מושגי יסוד | מטען • שדה חשמלי • אנרגיה פוטנציאלית חשמלית • פוטנציאל • מתח • כא"מ • זרם • התנגדות ומוליכות • עכבה • הספק • השראות • זרם ישר • זרם חילופין • מעגל חשמלי • תהודה • עכבה אופיינית | ![]() |
רכיבים בסיסים | מקור מתח • מקור זרם • נגד • קבל • משרן • ממריסטור • שנאי • מפסק • מבדד | |
מכשירי מדידה | מד מתח • מד זרם • מד התנגדות • אלקטרוסקופ • גלוונומטר • מד קיבול • מד השראות • רב מודד • אוסצילוסקופ • מחולל אותות | |
אלקטרוניקה | מוליך למחצה • דיודה • טרנזיסטור • מיתוג • שפופרת ריק • טריודה • דיודה פולטת אור (לד) • מגבר שרת • מסנן תדרים • מעגל משולב • מעגל מודפס • VLSI • מיקרואלקטרוניקה | |
זרם חזק | גנרטור חשמלי • מנוע חשמלי • תחנת כוח • מתקן חשמל דירתי • מערכת חלוקה • רשת חשמל • מערכת תלת-פאזית | |
בטיחות בחשמל | התחשמלות • לוח חשמל • קצר חשמלי • נתיך • הארקה • ממסר פחת • מפסק אוטומטי • צבע חוטי החשמל | |
חוקים פיזיקליים | חוק קולון • חוק גאוס • חוק אוהם • חוקי קירכהוף • חוק שימור המטען החשמלי • חוק פאראדיי |