مشابه مفهوم جرم جاذبه جسمی در مکانیک نیوتنی ، مفهوم بار در الکترودینامیک مفهوم اصلی و اساسی است.

شارژ الکتریکی کمیت فیزیکی است که ویژگی ذرات یا اجسام را برای ورود به فعل و انفعالات نیروی الکترومغناطیسی مشخص می کند.

بار الکتریکی معمولاً با حروف نشان داده می شود س یا س.

کل واقعیت های آزمایشی شناخته شده منجر به نتیجه گیری زیر می شود:

دو نوع بار الکتریکی وجود دارد که به طور معمول مثبت و منفی نامیده می شوند.

بارها را می توان (مثلاً با تماس مستقیم) از یک بدن به بدن دیگر منتقل کرد. برخلاف وزن بدن ، بار الکتریکی مشخصه جدایی ناپذیر یک بدن مشخص نیست. همان بدن در شرایط مختلف ممکن است بار متفاوتی داشته باشد.

مانند اتهامات دفع ، بر خلاف اتهامات جذب. این نیز یک تفاوت اساسی است نیروهای الکترومغناطیسی از گرانش نیروهای جاذبه همیشه نیروهای گرانشی هستند.

یکی از قوانین اساسی طبیعت ، تجربی است قانون حفظ بار الکتریکی .

در یک سیستم جدا شده ، مجموع جبری اتهامات تمام اجسام ثابت می ماند:

قانون حفظ بار الکتریکی می گوید که در یک سیستم بسته از اجسام ، فرآیندهای ایجاد یا از بین رفتن بارهای فقط یک علامت قابل مشاهده نیست.

از نظر مدرن ، ذرات بنیادی حامل بار هستند. همه اجسام عادی از اتم ها تشکیل شده اند که شامل پروتون های دارای بار مثبت ، الکترون های دارای بار منفی و ذرات خنثی - نوترون ها هستند. پروتون ها و نوترون ها بخشی از هسته های اتمی هستند ، الکترون ها پوسته الکترون اتم ها را تشکیل می دهند. بارهای الکتریکی پروتون و الکترون در مقدار مطلق دقیقاً یکسان و برابر با بار اولیه است ه.

در یک اتم خنثی ، تعداد پروتونهای هسته برابر با تعداد الکترونهای پوسته است. به این شماره گفته می شود عدد اتمی ... یک اتم از یک ماده معین می تواند یک یا چند الکترون از دست بدهد یا یک الکترون اضافی بدست آورد. در این موارد ، یک اتم خنثی به یونی با بار مثبت یا منفی تبدیل می شود.

یک بار می تواند از یک جسم به جسم دیگر منتقل شود فقط در بخشهایی شامل تعداد صحیح بارهای اولیه. بنابراین ، بار الکتریکی بدن یک مقدار گسسته است:

مقادیر فیزیکی که فقط می توانند یک سری مقادیر گسسته را بگیرند ، نامیده می شوند کوانته شده ... شارژ ابتدایی ه کوانتوم (کوچکترین قسمت) بار الکتریکی است. لازم به ذکر است که در فیزیک مدرن ذرات بنیادی ، وجود کوارک هایی به اصطلاح - ذرات با بار کسری فرض می شود ، و با این حال کوارک ها هنوز در حالت آزاد مشاهده نشده اند.

به طور عادی آزمایشات آزمایشگاهی برای شناسایی و اندازه گیری بارهای الکتریکی استفاده می شود الکترومتر ( یا الکتروسکوپ) - دستگاهی متشکل از یک میله فلزی و یک پیکان که می تواند حول یک محور افقی بچرخد (شکل 1.1.1). نوک پیکان از محفظه فلزی عایق بندی شده است. وقتی جسم باردار به میله الکترومتر برخورد می کند ، بارهای الکتریکی همان علامت در میله و پیکان توزیع می شود. نیروهای دافعه الکتریکی باعث چرخش فلش در یک زاویه خاص می شوند ، که می تواند برای قضاوت در مورد بار منتقل شده به میله الکترومتر مورد استفاده قرار گیرد.

الکترومتر یک ابزار نسبتاً خام است. اجازه بررسی نیروهای متقابل اتهامات را نمی دهد. برای اولین بار قانون تعامل بارهای ساکن توسط فیزیکدان فرانسوی چارلز کولنب در سال 1785 کشف شد. در آزمایش های خود ، کولنب با کمک دستگاهی که توسط او طراحی شده است ، نیروهای جاذبه و دافعه توپ های باردار را اندازه گیری کرد - تعادل پیچشی (شکل 1.1.2) ، که با حساسیت بسیار بالا متمایز شده اند. بنابراین ، به عنوان مثال ، پرتو تعادل تحت تأثیر نیرویی از نظم 10-9 N با درجه 1 چرخانده شد.

ایده اندازه گیری ها بر اساس حدس درخشان کولنب بود که اگر یک توپ شارژ دقیقاً با همان توپ بدون بار تماس پیدا کند ، آنگاه بار قبلی به طور مساوی بین آنها تقسیم می شود. بنابراین ، روشی نشان داده شد که بار توپ را دو ، سه بار و غیره تغییر دهد. آزمایش های کولن متقابل توپ ها را اندازه گیری کرد ، ابعاد آنها بسیار کمتر از فاصله بین آنها است. اینگونه اجسام باردار را معمولاً می نامند اتهامات نقطه ای.

شارژ نقطه ای یک جسم باردار نامیده می شود که در شرایط این مشکل می توان از ابعاد آن چشم پوشی کرد.

بر اساس آزمایش های متعدد ، کولنب قانون زیر را ایجاد کرد:

نیروهای برهم کنش بارهای ثابت با محصول ماژول های شارژ مستقیماً متناسب و با مربع فاصله بین آنها متناسب است:

نیروهای تعامل از قانون سوم نیوتن تبعیت می کنند:

آنها نیروهایی دافعه با همان علائم اتهامات و نیروهای جذب با آنها هستند علائم مختلف (شکل 1.1.3) برهمکنش بارهای الکتریکی ساکن نامیده می شود الکترواستاتیک یا کولن اثر متقابل. شاخه ای از الکترودینامیک که تعامل کولن را مطالعه می کند ، نامیده می شود الکترواستاتیک .

قانون کولن برای اجسام متهم به نقطه معتبر است. در صورتي كه ابعاد اجسام باردار بسيار كمتر از فاصله بين آنها باشد ، قانون كولن به خوبي راضي است.

نسبت ابعاد ک در قانون کولن به انتخاب سیستم واحدها بستگی دارد. در سیستم International SI ، واحد شارژ است آویز (Cl)

آویز یک بار است که از سطح مقطع هادی در 1 ثانیه با قدرت جریان 1 A. عبور می کند. واحد قدرت جریان (آمپر) در SI همراه با واحد طول ، زمان و جرم است واحد اندازه گیری اساسی.

ضریب ک در سیستم SI معمولاً به این صورت نوشته می شود:

جایی که - ثابت الکتریکی .

در سیستم SI ، بار اولیه است ه برابر است با:

تجربه نشان می دهد که نیروهای تعامل کولن از اصل برهم نهی پیروی می کنند:

اگر جسمی باردار به طور همزمان با چندین جسم باردار تعامل داشته باشد ، در این صورت نیروی حاصله بر این جسم برابر است با مجموع بردار نیروهای وارد بر این جسم از سایر اجسام باردار.

شکل: 1.1.4 با استفاده از مثالی از برهم کنش الکترواستاتیک سه جسم باردار ، اصل برهم نهی را توضیح می دهد.

اصل برهم نهی یک قانون اساسی طبیعت است. با این حال ، استفاده از آن احتیاط می کند ، در صورتی که می آید در مورد فعل و انفعال اجسام باردار در ابعاد محدود (به عنوان مثال ، دو توپ باردار رسانا 1 و 2). اگر یک توپ شارژ سوم وارد سیستم دو توپ شارژ شود ، در نتیجه تعامل بین 1 و 2 تغییر خواهد کرد توزیع مجدد اتهامات.

اصل برهم نهی بیان می کند که برای توزیع (ثابت) هزینه ها بر روی تمام اجسام ، نیروهای برهم کنش الکترواستاتیک بین هر دو بدن به وجود اجسام باردار دیگر بستگی ندارد.

- یکی از قوانین اساسی طبیعت. قانون حفظ شارژ در سال 1747 توسط B. Franklin کشف شد.

الکترون - ذره ای که بخشی از یک اتم باشد. در تاریخ فیزیک ، چندین مدل از ساختار اتم وجود داشته است. یکی از آنها به شما اجازه می دهد تعدادی از حقایق تجربی را توضیح دهد ، از جمله پدیده برق ، پیشنهاد شد رادرفورد... بر اساس آزمایشات انجام شده ، او نتیجه گرفت که در مرکز اتم هسته ای با بار مثبت وجود دارد که در اطراف آن الکترونهای با بار منفی در مدار حرکت می کنند. در یک اتم خنثی بار مثبت هسته برابر است با کل بار منفی الکترونها. هسته یک اتم از پروتون های دارای بار مثبت و ذرات خنثی نوترون تشکیل شده است. مدول بار پروتون برابر با بار الکترون است. اگر یک یا چند الکترون از یک اتم خنثی برداشته شود ، آنگاه به یونی با بار مثبت تبدیل می شود. اگر الکترونها به یک اتم متصل شوند ، یون بار منفی می شود.

دانش در مورد ساختار اتم می تواند پدیده برق را توضیح دهد اصطکاک ... الکترونهایی که ضعیف به هسته متصل هستند می توانند از یک اتم جدا شده و به اتم دیگر متصل شوند. این توضیح می دهد که چرا یک بدن می تواند تشکیل شود کمبود الکترون، و از سوی دیگر - آنها اضافی ... در این حالت اولین جسم شارژ می شود مثبت و دوم این است منفی .

هنگامی که برق رسانی اتفاق می افتد توزیع مجدد شارژ ، هر دو بدن برقی هستند و از نظر بزرگی بارهای نشانه های مخالف را دارند. در این حالت ، مقدار جبری بارهای الکتریکی قبل و بعد از برق ثابت می ماند:

q 1 + q 2 +… + q n \u003d ساختار.

مجموع جبری بارهای صفحات قبل و بعد از برقی شدن برابر با صفر است. برابری مکتوب بیانگر قانون اساسی طبیعت است - قانون حفظ بار الکتریکی.

مانند هر قانون فیزیکی ، این قانون دارای محدودیت های خاصی برای کاربرد است: معتبر است برای یک سیستم بسته از بدن ، یعنی برای مجموعه ای از اجساد جدا شده از اشیا other دیگر.

همچنین در یونان باستان مشاهده شد که عنبر با خز مالیده شده باعث جذب ذرات کوچک - گرد و غبار و خرده ریزها می شود. برای مدت طولانی (تا اواسط قرن 18) نمی تواند توجیه جدی برای این پدیده ارائه دهد. فقط در سال 1785 کولن با مشاهده برهم کنش ذرات باردار ، قانون اساسی برهم کنش آنها را استنباط کرد. پس از حدود نیم قرن ، فارادی عملکرد جریانهای الکتریکی و میدانهای مغناطیسی را مطالعه و سیستماتیک کرد و پس از سی سال دیگر ماکسول نظریه را اثبات کرد میدان الکترومغناطیسی.

شارژ الکتریکی

برای اولین بار اصطلاح "الکتریکی" و "برق" به عنوان مشتقات کلمه لاتین "electri" - عنبر ، در سال 1600 توسط دانشمند انگلیسی W. W. Hilbert برای توضیح پدیده های بوجود آمده در هنگام مالیدن کهربا با خز یا شیشه مطرح شد. با پوست بنابراین ، اجسامی که دارای خصوصیات الکتریکی هستند شروع به بارگذاری الکتریکی می کنند ، یعنی یک بار الکتریکی به آنها منتقل می شود.

از مطالب فوق نتیجه می شود که بار الکتریکی یک ویژگی کمی است که میزان مشارکت احتمالی یک جسم در فعل و انفعالات الکترومغناطیسی را نشان می دهد. شارژ با q یا Q نشان داده می شود و دارای ظرفیت کولن (C) است

در نتیجه آزمایشات متعدد ، خصوصیات اصلی بارهای الکتریکی بدست آمد:

• دو نوع اتهام وجود دارد که به طور معمول مثبت و منفی نامیده می شوند.
• بارهای الکتریکی را می توان از یک بدن به بدن دیگر منتقل کرد.
• بارهای الکتریکی به همین نام از یکدیگر دفع می شوند و برخلاف بارهای الکتریکی به سمت یکدیگر جذب می شوند.

علاوه بر این ، قانون حفظ شارژ وضع شد: مجموع جبری بارهای الکتریکی در یک سیستم بسته (ایزوله) ثابت باقی می ماند

در سال 1749 ، بنجامین فرانکلین ، مخترع آمریکایی ، نظریه ای درباره پدیده های الکتریکی ارائه داد که بر اساس آن ، برق مایعی باردار است که کمبود آن را به عنوان الکتریسیته منفی تعریف می کند و مازاد آن الکتریسیته مثبت است. تناقض معروف مهندسی برق به این ترتیب پدید آمد: طبق نظریه B. Franklin ، برق از قطب مثبت به قطب منفی جریان می یابد.

مطابق با نظریه مدرن ساختار مواد ، همه مواد از مولکول ها و اتم ها تشکیل شده است که به نوبه خود از هسته یک اتم و الکترونهای "e" در اطراف آن می چرخند. هسته ناهمگن است و به نوبه خود از پروتونهای "p" و نوترونهای "n" تشکیل شده است. علاوه بر این ، الکترون ها ذرات دارای بار منفی هستند و پروتون ها دارای بار مثبت هستند. از آنجا که فاصله بین الکترونها و هسته اتم به طور قابل توجهی از اندازه ذرات بیشتر است ، بنابراین الکترونها می توانند از اتم جدا شده و در نتیجه باعث جابجایی بارهای الکتریکی بین اجسام شوند.

علاوه بر خصوصیات توضیح داده شده در بالا ، بار الکتریکی دارای ویژگی شکافت است ، اما مقدار حداقل بار غیر قابل تقسیم ممکن برابر است با قدر مطلق بار الکترون (1.6 * 10 -19 C) ، بار ابتدایی نیز نامیده می شود. در حال حاضر وجود ذراتی با بار الکتریکی کمتر از بار ابتدایی که کوارک نامیده می شوند ، اثبات شده است ، اما طول عمر آنها ناچیز است و در حالت آزاد یافت نشده اند.

قانون کولن. اصل برهم نهی

اثر متقابل بارهای الکتریکی ساکن توسط شاخه ای از فیزیک به نام الکترواستاتیک مورد مطالعه قرار می گیرد ، که در واقع بر اساس قانون کولن استوار است ، که از آزمایش های متعدد گرفته شده است. این قانون و همچنین واحد بار الکتریکی به نام چارلز کولمب فیزیکدان فرانسوی نامگذاری شد.

کولنب ، در حال انجام آزمایشات خود ، دریافت که نیروی برهم کنش بین دو بار الکتریکی کوچک از قوانین زیر پیروی می کند:

• قدرت متناسب با اندازه هر بار است.
• نیرو با مربع فواصل متناسب متناسب است.
• جهت نیرو در امتداد خط مستقیم اتصال بارها هدایت می شود.
• اگر اجسام به طور مخالف شارژ شوند ، نیرو جذب است و در صورت بارهای مشابه ، دافعه است.

بنابراین قانون کولن با فرمول زیر بیان می شود

که در آن q1 ، q2 مقدار بارهای الکتریکی است ،

r فاصله بین دو بار است ،

k ضریب تناسبی برابر با k \u003d 1 / (4πε 0) \u003d 9 * 10 9 Cl 2 / (N * m 2) است ، جایی که ε 0 ثابت الکتریکی است ، ε 0 \u003d 8.85 * 10 -12 Cl 2 / ( N * m 2).

توجه داشته باشید که پیشتر ثابت الکتریکی ε0 ثابت دی الکتریک یا ثابت دی الکتریک خلا نامیده می شد.

قانون کولن ، نه تنها در هنگام تعامل دو اتهام ، بلکه همچنین در بیشتر موارد سیستم هایی با چندین اتهام ، خود را نشان می دهد. در این حالت ، قانون کولن با یک عامل اساسی دیگر ، که "اصل برهم نهی" یا اصل برهم نهی نامیده می شود ، تکمیل می شود.

اصل برهم نهی بر دو قانون استوار است:

• تأثیر یک ذره باردار از چندین نیرو مجموع بردار تأثیرات این نیروها است.
• هر حرکت پیچیده ای شامل چندین حرکت ساده است.

به نظر من ، اصل سوپراستاری آسانترین شکل برای ترسیم گرافیکی است.

شکل سه بار را نشان می دهد: -q 1 ، + q 2 ، + q 3. برای محاسبه نیروی F کل ، که بر روی بار -q 1 عمل می کند ، لازم است طبق قانون کولن ، نیروهای برهم کنش F1 و F2 بین -q 1 ، + q 2 و -q 1 ، + محاسبه شود. q 3 سپس نیروهای حاصل را مطابق قانون جمع بردار اضافه کنید. در این حالت ، F کل به صورت مورب متوازی الاضلاع با عبارت زیر محاسبه می شود

جایی که α زاویه بین بردارهای F1 و F2 است.

میدان الکتریکی. قدرت میدان الکتریکی

هرگونه فعل و انفعال بین بارها ، که به آن فعل و انفعال کولن نیز گفته می شود (با نام قانون کولن) با کمک یک میدان الکترواستاتیک رخ می دهد ، که یک میدان الکتریکی بی ثبات در بارهای ثابت است. میدان الکتریکی بخشی از میدان الکترومغناطیسی است و توسط بارهای الکتریکی یا اجسام باردار ایجاد می شود. میدان الکتریکی بدون توجه به اینکه در حال حرکت یا در حالت استراحت هستند ، بر روی بارها و اجسام باردار عمل می کند.

یکی از مفاهیم اساسی میدان الکتریکی شدت آن است ، که به عنوان نسبت نیروی وارد بر بار تعریف می شود میدان الکتریکی به بزرگی این بار. برای افشای این مفهوم ، لازم است چنین مفهومی "شارژ آزمایشی" معرفی شود.

"شارژ آزمایشی" شارژی است که در ایجاد یک میدان الکتریکی مشارکت نمی کند ، و همچنین دارای مقدار بسیار کمی است و بنابراین ، با وجود آن باعث توزیع مجدد بار در فضا نمی شود ، در نتیجه باعث تحریف میدان الکتریکی ایجاد شده توسط بارهای الکتریکی

بنابراین ، اگر یک "بار آزمایشی" q 0 را به یک نقطه واقع در فاصله کمی از بار q وارد کنید ، در نتیجه نیروی مشخص F بر روی "بار آزمایش" q P عمل می کند ، به دلیل وجود یک بار q. نسبت نیروی F 0 وارد شده بر بار آزمایش ، مطابق قانون کولن ، به مقدار "بار آزمایش" ، قدرت میدان الکتریکی نامیده می شود. قدرت میدان الکتریکی با E نشان داده می شود و ظرفیت N / C دارد

پتانسیل میدان الکترواستاتیک. اختلاف پتانسیل

همانطور که می دانید ، اگر نیرویی بر جسمی وارد شود ، پس چنین جسمی کار خاصی را انجام می دهد. بنابراین ، یک بار قرار داده شده در یک میدان الکتریکی نیز کارساز خواهد بود. در یک میدان الکتریکی ، کار انجام شده توسط شارژ به مسیر حرکت بستگی ندارد ، بلکه فقط با موقعیتی تعیین می شود که ذره در ابتدا و انتهای حرکت اشغال می کند. در فیزیک به زمینه هایی مانند میدان الکتریکی (جایی که کار به مسیر حرکت بدن بستگی ندارد) پتانسیل گفته می شود.

کار انجام شده توسط بدن با بیان زیر تعیین می شود

جایی که F نیرویی است که بر روی بدن وارد نمی شود ،

S مسافتی است که بدن تحت تأثیر نیروی F طی کرده ،

α زاویه بین جهت حرکت بدن و جهت عمل نیروی F است.

سپس کار انجام شده توسط "بار آزمایش" در یک میدان الکتریکی ایجاد شده توسط یک بار q 0 از قانون کولن تعیین می شود

که در آن q П - "شارژ آزمون" ،

q 0 - ایجاد یک میدان الکتریکی ،

r 1 و r 2 - به ترتیب ، فاصله بین q П و q 0 در اولیه و موقعیت نهایی "اتهام آزمایشی".

از آنجا که عملکرد کار با تغییر در انرژی پتانسیل W P همراه است ، بنابراین

و انرژی احتمالی "بار آزمایش" در هر نقطه از هتل از مسیر حرکت ، از عبارت زیر تعیین می شود

همانطور که از عبارت مشاهده می شود ، با تغییر در مقدار "بار آزمایش" qp ، مقدار WP انرژی پتانسیل متناسب با qp تغییر می کند ، بنابراین ، برای توصیف میدان الکتریکی ، پارامتر دیگری به نام پتانسیل میدان الکتریکی φ ، که یک ویژگی انرژی است و با عبارت زیر تعیین می شود

که در آن k ضریب تناسب برابر k \u003d 1 / (4pe 0) \u003d 9 * 10 9 Cl 2 / (N * m 2) ، که ε 0 ثابت الکتریکی است ، ε 0 \u003d 8.85 * 10 -12 Cl 2 / (N * m 2).

بنابراین ، پتانسیل یک میدان الکترواستاتیک یک ویژگی انرژی است که انرژی پتانسیل موجود در یک بار قرار داده شده را مشخص می کند این نکته میدان الکترواستاتیک.

با توجه به مطالب فوق ، می توان نتیجه گرفت که کار انجام شده هنگام انتقال بار از یک نقطه به نقطه دیگر از طریق عبارت زیر قابل تعیین است

یعنی کاری که نیروهای میدان الکترواستاتیک هنگام حرکت بار از یک نقطه به نقطه دیگر انجام می دهند برابر با حاصلضرب بار و اختلاف پتانسیل در نقاط اولیه و نهایی مسیر است.

هنگام محاسبه ، راحت ترین نکته این است که تفاوت پتانسیل بین نقاط میدان الکتریکی را بدانید ، و نه مقادیر خاص پتانسیل ها را در این نقاط ، بنابراین ، در مورد پتانسیل هر نقطه در این زمینه ، منظور آنها اختلاف پتانسیل بین این نقطه از میدان و یک نقطه دیگر از زمینه ، که پتانسیل آن صفر است.

اختلاف پتانسیل از عبارت زیر تعیین می شود و دارای ابعاد ولت (V) است

اطلاعات بیشتر را در مقاله بعدی بخوانید.

نظریه خوب است ، اما بدون کاربرد عملی اینها فقط کلمات هستند

بشریت می داند که بارهای الکتریکی از زمان فیلسوفان طبیعی یونان باستان ، که کشف کردند که عناصر کهربا ، اگر با موی گربه مالیده شوند ، شروع به دفع یکدیگر می کنند ، در طبیعت وجود دارد. امروزه می دانیم که بار الکتریکی ، مانند جرم ، یکی از خصوصیات اساسی ماده است. بدون استثنا ، تمام ذرات بنیادی تشکیل دهنده جهان مادی، دارای یک بار الکتریکی یا دیگری - مثبت (مانند پروتون های هسته اتمی) ، خنثی (مانند نوترون های همان هسته) یا منفی (مانند الکترون هایی که پوسته خارجی هسته اتمی را تشکیل می دهند و بی طرفی الکتریکی آن را به طور کلی تضمین می کنند) .

یکی از مفیدترین تکنیک ها در فیزیک ، شناسایی خصوصیات جمع بندی شده (خلاصه) سیستمی است که با هیچ تغییری در حالت آن تغییر نمی کند. از نظر علمی چنین خصوصیاتی وجود دارد محافظه کار، از آنجا که برای آنها قوانین حفاظت... هر قانون حفاظت به بیان این واقعیت تقلیل می یابد که در حالت بسته (به معنای عدم وجود "نشت" یا "رسیدن" مقدار فیزیکی مربوطه) سیستم محافظه کار مقدار مربوط به توصیف سیستم به طور کلی با گذشت زمان تغییر نمی کند.

بار الکتریکی فقط به دسته ویژگیهای محافظه کارانه سیستمهای بسته تعلق دارد. جمع جبری بارهای مثبت و منفی الکتریکی - خالص کل شارژ سیستم - تحت هر شرایطی تغییر نمی کند ، مهم نیست که چه فرایندهایی در سیستم رخ می دهد. به ویژه ، برای واکنشهای شیمیاییالکترونهای دارای ظرفیت منفی می توانند به هر طریقی بین پوسته های خارجی اتمهای تشکیل دهنده پیوندهای شیمیایی توزیع شوند مواد مختلف - نه بار منفی کل الکترونها و نه بار مثبت کل پروتونهای هسته در یک سیستم شیمیایی بسته تغییر نخواهد کرد. و این فقط ساده ترین مثال است ، زیرا در طی واکنش های شیمیایی هیچ تغییری در پروتون ها و الکترون ها وجود ندارد ، در نتیجه می توان به راحتی بارهای مثبت و منفی را در سیستم محاسبه کرد.

با بیشتر انرژی های زیاد، با این حال ، ذرات بنیادی بار الکتریکی شروع به تعامل با یکدیگر می کنند و پیروی از قانون حفظ بار الکتریکی بسیار دشوارتر می شود ، اما در این مورد نیز انجام می شود. به عنوان مثال ، در واکنش پوسیدگی خود به خود نوترون جدا شده ، فرایندی رخ می دهد که می تواند با فرمول زیر توصیف شود:

که در آن p یک پروتون با بار مثبت است ، n یک نوترون با بار خنثی است ، e یک الکترون با بار منفی است و v یک ذره خنثی به نام نوترینو است. به راحتی می توان دریافت که هم در ماده اولیه و هم در محصول واکنش ، کل بار الکتریکی صفر است (0 \u003d (+1) + (-1) + 0) ، اما در این حالت تغییر ایجاد می شود کل ذرات دارای بار مثبت و منفی در سیستم هستند. این یکی از واکنش های پوسیدگی رادیواکتیو است که در آن قانون حفاظت از ماده مخدر است جمع جبری بارهای الکتریکی با وجود تشکیل ذرات باردار جدید انجام می شود. چنین فرایندهایی مشخصه فعل و انفعالات بین ذرات بنیادی است که در آن ذرات با بارهای الکتریکی دیگر از ذرات با یک بار الکتریکی متولد می شوند. کل بار الکتریکی یک سیستم بسته ، در هر صورت ، بدون تغییر باقی مانده است.