
【电】 conservation of electricity
【化】 electric quantity
【医】 Q.
【建】 conservation
在电磁学领域,"电量守恒"(Conservation of Electric Charge)是自然界的基本定律之一,其核心含义可概括为:
中文表述
"电量"指电荷量(符号 $Q$),单位为库仑(C)。"守恒"指孤立系统中总量保持不变。
物理表述:封闭系统内正负电荷的代数和恒定不变,即 $sum Q{text{初始}} = sum Q{text{终末}}$。
英文对应概念
该定律指出:电荷既不能被创造也不能被消灭,只能从一物体转移至另一物体(如摩擦起电),或在不同粒子间转化(如核反应中质子→中子+正电子)。
电荷守恒的微分形式由麦克斯韦方程组导出:
$$
abla cdot mathbf{J} + frac{partial rho}{partial t} = 0 $$
其中 $mathbf{J}$ 为电流密度,$rho$ 为电荷密度。此式表明任意区域电荷变化率等于流入/出的电流。
基尔霍夫电流定律(KCL)是电荷守恒在电路中的体现:节点电流代数和为零($sum I_k = 0$)。
规范不变性要求电荷守恒,成为标准模型的基础约束之一。
经典教材
第8章系统论证电荷守恒与麦克斯韦方程的自洽性。
第27章阐释电荷守恒的微观机制。
学术机构
美国物理学会(APS)在粒子物理标准模型综述中明确电荷守恒的普适性(APS Physics Portal)。
注:中文术语"电量守恒"易与"能量守恒"混淆,专业文献普遍采用"电荷守恒"(Conservation of Charge)以精确表述电荷量守恒原理。
“电量守恒”这一表述可能存在概念混淆。在物理学中,更准确的术语是电荷守恒定律,而“电量守恒”并非标准术语。以下是详细解释:
这是电磁学的基本定律之一,其核心内容是:
在一个孤立系统中,总电荷量(正电荷与负电荷的代数和)始终保持不变。
若用户实际想询问能量守恒在电路中的表现(如电能转化),需注意:
若问题涉及电荷量的不灭性,应使用电荷守恒定律;若涉及能量转化,则属于能量守恒范畴。建议根据具体场景确认术语表述。
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