1)Электрический заряд –скалярная физическая величина, определяющая интенсивность электрического взаимодействия частиц (тел).

Электрическое поле – форма материи, обладающая особыми физическими свойствами, главное из которых заключается в следующем положении: на электрические заряды, помещенные в это поле, действуют силы, пропорциональные этим зарядам.

Закон Кулона – это закон взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов. Он гласит: электрическая сила взаимодействия между двумя заряженными неподвижными точечными телами пропорциональна произведению их зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль прямой линии, проведенной от одного заряда к другому.

F= k=1/4πε0 , ε₀=8,85*10-12 Ф/м –эл.постоянная

Сила взаимодействия м/у двумя точечными зарядами в наиболее общей (векторной) форме: F= Q1 ,Q2-точечн.заряды, r-расст.м/у зарядами, радиус-вектор r.

Напряженность- силовая характеристика поля( вект.величина)

E= = r – расстояние от заряда Q до точки поля, определенного радиус-вектором r, -пробный заряд, Q-точечный заряд

Потенциал и разность потенциалов – энергетические характеристики электрического поля. Они являются скалярными величинами и могут быть положительными или отрицательными по знаку. Физическим смыслом обладает только разность потенциалов, так как она отражает работу перемещения заряда, исполненную силами поля.

φ= - = -потенциал любого электростатического поля,

Edr – скалярные произведения векторов соответственно F∙dr и E∙dr, где dr – вектор элементарного смещения.

∆φ=φ₁-φ₂₌- - = -Разность потенциалов двух точек, определенных радиус-векторами r1 и r2.

Связь между напряженностью и потенциалом.

E=E_n= - вектор напряженности равен по модулю первой производной потенциала по нормали к эквипотенциальной поверхности. -называется градиентом потенциала, обозначается grad  или φ, поэтому E gradφ или E φ.

E  i  j k

Теорема Гаусса-Остроградского

Ф_Е= – интегральная форма, Ф_Е –поток вектора Е. ρ-объемная плотность эл. зарядов.(Если поле образовано системой дискретно распределенных зарядов, то поток вектора электрического поля через любую замкнутую поверхность в пустоте равен алгебраической сумме зарядов, заключенных внутри этой поверхности, деленной на электрическую постоянную)

divE ρ /ε₀-дифференциальная

Расчет полей при помощи теоремы Гаусса.

1. Напряженность электрического поля, созданного равномерно заряженной сферой. Дано: радиус сферы R0, его заряд Q, расстояние точки пространства A от центра сферы O равно r . Существует два различных варианта вычисления: точка А находится во внутренней части сферы (r1 ≤R0) или снаружи (r2 ≥ R0).Внутри сферы, поле не возникает,потому что нет зарядов в сферическом пространстве радиуса r1 < R0. Следовательно,_Е = 0 и E = 0.Найдем модуль E в точке A снаружи сферы E= = -радиус сферы, σ-поверхностная плотность(Q/S)

2. Поле бесконечно длинного цилиндра радиуса R₀

E σR₀ / ε₀ r₂ λ/ 2πR₀) R₀/ ε₀r₂ λ/ 2πε₀r₂

λ- линейная плотность

3. Напряженность поля, созданного бесконечно протяженной плоскостью, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 

E E1 E2 σ /2ε₀ и вывод: поле вокруг бесконечной равномерно заряженной плоскости – однородное.

4. Поле создано двумя равномерно заряженными, параллельными,бесконечно протяженными плоскостями. Плотности заряда плоскостей 1 и 2 (знаки зарядов произвольные). Применяя принцип суперпозиции, находим два результата для напряженности поля:

пространство между плоскостями E E1 E2 σ1-σ2 2ε0 и

пространство локализованно вне плоскостей E E1 E2 σ₁+σ₂/ 2ε₀

Электрический диполь

Электростатическая система, состоящая из двух точечных зарядов,одинаковых по модулю, но противоположных по знаку, называется электрическим диполем (рис. 6). Вектор l , проведенный от отрицательного заряда -Q к положительномузаряду+Q,называетсz осью диполя. Основным параметром диполя служит вектор электрического дипольного момента p Ql (векторы

Также созда.ется момент М пары сил F₊ и F_-

Диполь во внешнем поле

Найдем момент сил, действующих на диполь в однородном электрическом поле. Пусть положения положительного и отрицательного зарядов относительно центра диполя характеризуются векторами r+ и r- , соответственно. Тогда, в соответствии с определением момента сил, имеем

Если диполь находится в неоднородном внешнем электрическом поле, то равнодействующая сил, действующих на положительный и отрицательный заряды диполя оказывается не равной нулю:

.