Вопрос №1

Электрический заряд — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии.

Свойства зарядов:

1. Заряды всегда возникаю попарно.

2. Обычно разноимённые частицы присутствуют в одинаковых количествах в телах и распределены с одинаковой плотностью.

3. Наличие электрического заряда проявляется в том, что заряженное тело взаимодействует с другими заряженными телами.

Заряд любого тела кратен элементарному заряду, следовательно, заряд любого тела дискретен (порционен). Порция – элементарный заряд.

Релятивистский заряд инвариантен. (Во всех инерциальных системах отсчёта неизменён.)

Закон сохранения заряда: в электрической изолированной системе суммарный заряд не изменяется. (Q = )

Электрическое поле — одна из составляющих электромагнитного поля; особый вид материи, существующий вокруг тел или частиц, обладающих электрическим зарядом, а также при изменении магнитного поля (например, в электромагнитных волнах).

Электрические заряды взаимодействуют между собой, т.е. одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные при­тягиваются. Силы взаимодействия электрических зарядов определяются законом Кулона и направлены по прямой линии, соединяю­щей точки, в которых сосредоточены заряды.

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению количеств электричества в этих зарядах, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды:

- электрическая постоянная

- диэлектрическая проницаемость среды. Показывает во сколько раз сила взаимодействия в вакууме больше сил взаимодействия в окружающей среде.

Напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда :

.

Потенциал поля - это энергетическая характеристика поля, характеризует потенциальную энергию, которой обладал бы положительный единичный заряд, помещенный в данную точку поля.

Единица электрического потенциала - вольт (В).

Потенциал поля равен отношению потенциальной энергии заряда к этому заряду:

Потенциал поля является энергетической характеристикой электрического поля и как скалярная величина может принимать положительные или отрицательные значения.

Потенциал численно равен работе, которую совершают силы электростатического поля, перемещая заряд из данной точки поля в бесконечность.

1Вольт – потенциал такой точки, в которой заряд в один Кулон обладает энергией 1 Дж.

Принцип суперпозиции потенциала:

Если в некоторой точке поле создаётся системой зарядов, то потенциал равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых в этой точке каждым зарядом в отдельности.

Физический смысл имеет разность потенциалов поля, так как через нее выражается работа сил поля по перемещению заряда.

Точечный заряд – тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи.

С какой силой второй заряд действует на первый, с такой же силой первый заряд действует на второй.

Напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом q, равна

Потенциал электрического поля точечного заряда Q в точке:

Связь между напряжённостью и потенциалом в данной точке поля:

dA = Fdxcos ;

– угол между F и x

Если перемещаем заряд вдоль силовой линии поля, то угол альфа равен нулю, а cos0 = 1.

- так действуют кулоновские силы.

dA = - q d , где d - изменение потенциала электрического поля

E_x dx = -d ,

Принцип суперпозиции:

Если поле создаётся несколькими независимыми зарядами, то напряжённость такого поля равна векторной сумме напряжённости полей, создаваемых каждым зарядом в отдельности.

Поле называется однородным, если в каждой точке поля напряжённость одинакова по модулю и по направлению.

Вектор напряжённости начинается на положительном заряде и заканчивается на отрицательном. Графически электрическое поле принято изображать с помощью силовых линий.

Знак «-» означает, что напряжённость поля направлена в сторону убывания потенциала.

Основная задача электростатики - рассчитать напряжённость поля в каждой его точке. Решить эту задачу можно с помощью законов Кулона и принципа суперпозиции.

Вектор напряжённости совпадает с направлением силы, действующий на «+» заряд, и противоположен «-» заряду.

Вектор напряжённости направлен от «+» к «-».