31)Электрическое поле. Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона.

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: , где - электрическая постоянная а

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

32)Вектор напряженности электрического поля. Поле точечного заряда (шара). Принцип суперпозиции полей. Графическое изображение электрических полей.

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 :

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

 

 

Принцип суперпозиции полей. Если на тело действует несколько сил, то согласно законам механики результирующая сила равна геометрической сумме этих сил:

  На электрические заряды действуют силы со стороны электрического поля. Если при наложении полей от нескольких зарядов эти поля не оказывают никакого влияния друг на друга, то результирующая сила со стороны всех полей должна быть равна геометрической сумме сил со стороны каждого поля. Опыт показывает, что именно так и происходит на самом деле. Это означает, что напряженности полей складываются геометрически. если в данной точке пространства различные заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых   и т. д., то результирующая напряженность поля в этой точке равна сумме напряженностей этих полей:

причем напряженность поля, создаваемая отдельным зарядом, определяется так, как будто других зарядов, создающих поле, не существует.    Благодаря принципу суперпозиции для нахождения напряженности поля системы заряженных частиц в любой точке достаточно знать выражение (14.9) для напряженности поля точечного заряда. На рисунке 14.8 показано, как определяется напряженность поля   в точке A, созданная двумя точечными зарядамиq₁ и q₂, q₁>q₂

  Введение электрического поля позволяет разделить задачу вычисления сил взаимодействия заряженных частиц на две части. Сначала вычисляют напряженность поля, созданного зарядами, а затем по известной напряженности определяют силы. Такое разделение задачи на части обычно облегчает расчеты сил.

.