Электростатика

Электризация – это процесс сообщения телу электрического заряда.

Электрический заряд – величена, характеризующая способность частицы вещества к электрическому взаимодействию.

Эталонные заряды: стекло(+) + шёлк(-); эбонит(-) + шерсть,мех(+).

Виды электризации: соприкосновение, трение, влияние(электрическая индукция – наведение).

Закон сохранения электрического заряда – q1+q2+...qn=const – в изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной.

Единица измерения заряда: [q] = 1Кл

Закон Кулона для вакуума – – сила взаимодействия двух точечных, неподвижных зарядов в вакууме, прямо пропорциональна произведению зарядов по модулю и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон Кулона для диэлектрической среды: – такой же как и закон Кулона для вакуума, только в знаменатель дроби добавляется диэлектрическая проницаемость среды.

Электрический коэффициент: k= (где ); k=9*

Диэлектрическая проницаемость – – это физическая величина, равная отношению модуля напряженности однородного электрического поля в вакууме к модулю напряженности электрического поля в однородном диэлектрике, заполняющем это поле:

Диэлектрики – материалы, в которых нет свободных электрических зарядов(примеры: воздух, стекло, фарфор, эбонит)

Проводники – это материалы, в которых имеются свободные носители электрических зарядов.(примеры: жидкие растворы и расплавы электролитов, медь, алюминий...и т.п.)

Диполь – это электрически нейтральная система из двух точечных разноименных зарядов.

Поле вне и внутри проводника:

Поле вне и внутри диэлектрика:

Поляризация диэлектриков — явление, связанное с ограниченным смещением связанных зарядов в диэлектрике или поворотом электрических диполей, обычно под воздействием внешнего электрического поля, иногда под действием других внешних сил или спонтанно.

Виды поляризации: электронная, ионная, ориентационная.

Электрическая постоянная:

Напряженность – это векторная физическая величина, равная отношению Кулоновской силы, действующий на пробный заряд, помещенный в данное электрическое поле, к величине этого заряда.

Напряженность поля точечного заряда:

Напряженность поля плоскости: , где - это поверхностная плотность заряда, а = 8.85 * 10^-12 Кл²/(Н*м²).

Напряженность поля шара:

Единица измерения напряжения: [E] =

Работа электрического поля – – работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.

Потенциал – это физическая величина, равная отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда.

Потенциал поля точечного заряда: φ=

Потенциал поля шара: внутри шара E=0, а значит все потенциалы равны между собой, и равны потенциалу на поверхности, а снаружи потенциал убывает в зависимости от удаленности.

Однородное поле — это электрическое поле, в котором напряжённость одинакова по модулю и направлению во всех точках пространства. 

Неоднородное электрическое поле – это поле, напряжённость которого (или индукия) разная в разных точках пространства.

Теорема Гаусса: поток вектора напряженности электрического поля через любую произвольную выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключенному внутри этой поверхности электрическому заряду:

Разность потенциалов: .

Потенциальная энергия заряда в электрическом поле: .

Связь напряженности и напряжения: Е= , где U-напряжение, d – проекция перемещения

Поверхностная плотность заряда – это количество заряда, приходящегося на единицу площади тела.

Конденсатор – это система из двух проводников(обкладок), разделенных диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с линейными размерами проводников.

Электрическая емкость (определение) – это физическая величина, характеризующая способность двух проводников накапливать электрический заряд.

Батарея конденсаторов – это несколько подключенных, параллельно или последовательно, конденсаторов.

Емкость плоского конденсатора:

Энергия конденсатора(заряженного):

Последовательное соединение конденсаторов(формула):

Параллельное соединение конденсаторов(формула): С=С1+С1+...Сn

Единица измерения электрической емкости: [C] = 1Ф(фарад) = 1

Силовые линии электрического поля – это воображаемые линии, касательные к которым, в каждой точке, совпадают по направлению с вектором напряженности в этой точке.

Направление силовых линий электрического поля: cиловые линии непрерывны и не пересекаются.

Принцип суперпозиции для напряженности поля: если поле создается несколькими зарядами, то результирующая напряженность в данной точке есть векторная сумма напряженностей, созданных отдельными зарядами в той же точке.

Принцип суперпозиции для потенциала поля: потенциал результирующего поля равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых в данной точке отдельными зарядами.

Назначение конденсатора: накопление электрических зарядов. При отключение от источника долго сохраняет их.