1.Електростатична взаємодія. Електричний заряд, його властивості. Закон Кулона.

Електричній заряд і його властивості – це фізична величина, яка визначає силу і енергію електромагнітних взаємодій

Властивості:

1)Існують заряди позитивні і негативні;

2)В природі існує мінімальний стабільний електричний заряд (елементарний ) е = 1,6*10 кл

Носій елементарного позитивного заряду – протон, негативного – електрон;

3) Електричний заряд квантується (будь-який заряд дорівнює цілій кількості елементарних);

4) Заряд релятивістський інваріантний ( величина заряду не залежить від швидкості руху частки );

Закон збереження заряду:

В замкнутій системі алгебраїчна сума зарядів системи є величина постійна.

Взаємодії між зарядженими тілами відбуваються за допомогою електричного поля.

Поле, створене нерухомими зарядженими тілами, є електростатичним.

Закон Кулона

Закон Кулона визначає силу взаємодії між нерухомими точковими зарядженими тілами або між рівномірно зарядженими кулями.

k =

2.Електромагнітне поле. Силові характеристики електростатичного поля. Принцип суперпозиції. Диполь. Поле диполя.

Електромагнітне поле — це поле, яке описує електромагнітну взаємодію між фізичними тілами.

Взаємодії між зарядженими тілами відбуваються за допомогою електричного поля.

Нерухомі заряджені тіла створюють ефектростатичне поле, рухомі заряди — електричне й магнітне поле.

Силовими характеристиками електричного поля є напруженість електричного поля та вектор електричного зміщення _.

Н апруженість – векторна величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на одиничний пробний заряд, розташований в даній точці. [E]=

діектрична проникність середовища. Показує у скільки разів поле в вакуумі перевищує поле в іншому діелектричному середовищі. _{ε=1 (вакуум), ε~1 (повітря), ε>1 (інше середовище).}

Принцип суперпозиції

Якщо електричне поле створюється декількома зарядженими тілами, то напруженість в даній точці поля дорівнює векторній сумі напруженості, створеної кожним тілом окремо.

Потенціал дорівнює векторній сумі потенціалів цих тіл.

Диполь. Поле диполя

Диполь – система двох точкових зарядів, що знаходяться близько один від одного, розподілені діелектриком і мають однакові за величиною і різні за знаком заряди.

Лінія, що проходить через ці заряди зветься віссю диполя. Вектор спрямований від – до +, рівний відстані між зарядами зветься плечем диполя ( ).

- електричний момент диполя.

3.Розподілений заряд. Розрахунок напруженості поля, створеного зарядженою ниткою.

Маємо нитку довжиною l,на ній рівномірно розповсюджено заряд q. Визначимо E поля в точці на відстані а перпендикулярно від неї.

- лінійна густина заряду , ;

,

4 .Потік електричного зміщення. Теорема Остроградського-Гауса. Застосування теорема О-Г для обчислення електричних полів.

Потоком електричного зміщення зветься скалярна величина N, яка визначається за формулою N=DScosα. Знак потоку залежить від кута:

N>0, cos>0, 0≤α≤ ; N=0, cosα=0, α= ; N<0, cosα<0, <α≤π

Потік – кількість силових ліній, що перетинають площину.

Якщо поле неоднорідне, то виділимо в ньому площину dS таку, що в кожній точці D був однаковій. (D=const)

dN=D_ndS, деD_n=Dcos α. N= =

Теорема Остроградського-Гауса.

Нехай є точковий позитивний заряд q+. Проведемо навколо нього сферу радіусом R і визначимо через цю сферу потік електричного зміщення поля, створеного точковим зарядом.

D = α=0, cosα=1;

Потік електричного зміщення через замкнену поверхню дорівнює алгебраїчній сумі зарядів, що знаходяться в середині цієї поверхні.

Напруженість поля, створеного рівномірно заряженою площиною.

σ=q/S => σ=dq/dS Виділимо замкнену поверхню у формі циліндра з S основою паралельною площині, та S бічною, паралельною силовим лініям:

N=N_oc+ N_біч=2DS, де N_біч=0, N_ос =2DS => 2DS=σS =>D=σ/2

5.Робота при переміщенні заряду в електростатичному полі. Потенціальність електростатичного поля. Потенціал електричного поля, різниця потенціалів. Еквіпотенціальні поверхні, їх властивості. Потенціал в простіших полях (однорідне, точкового заряду).