Билет № 14 Электрический заряд. Элементарный заряд. Закон сохранения электрического заряда.

Электростатика — раздел учения об электричестве, в котором изучаются взаимодействия и свойства систем электрических зарядов, неподвижных относительно выбранной инерциальной системы отсчета.

Электрический заряд — это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии; определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий. Впервые электрический заряд был введён в законе Кулона в 1785 году.

Единица измерения заряда в Международной системе единиц (СИ) — кулон — электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с. Заряд в один кулон очень велик. Если бы два носителя заряда (q₁ = q₂ = 1 Кл) расположили в вакууме на расстоянии 1 м, то они взаимодействовали бы с силой 9·10⁹ H, то есть с силой, с которой гравитация Земли притягивала бы предмет с массой порядка 1 миллиона тонн.

Виды электрических зарядов:

1) Положительный.

2) Отрицательный.

Частицы с одноименными зарядами отталкиваются, с разноименными - притягиваются.

Протон имеет положительный заряд, электрон - отрицательный, нейтрон - электрически нейтрален.

Элементарный заряд - минимальный заряд, разделить который невозможно. Элементарный заряд:

Чем объяснить наличие электромагнитных сил в природе?

- в состав всех тел входят заряженные частицы.

В обычном состоянии тела эл. нейтральны (т.к. атом нейтрален), и электромагнитные силы не проявляются.

Тело заряжено, если имеет избыток зарядов какого-либо знака:

1. отрицательно заряжено - если избыток электронов;

2. положительно заряжено - если недостаток электронов.

3. Если известны число Авогадро N_A и постоянная Фарадея F, величину элементарного электрического заряда можно вычислить, используя формулу:

Опыт Милликенапо измерению заряда электрона:

Маленькая капля масла в электрическом поле будет двигаться с такой скоростью, что будут скомпенсированы силы тяжести, силы Стокса (производной от вязкости воздуха) и электрические силы отталкивания. Силы тяжести и Стокса могут быть рассчитаны исходя из размера и скорости падения капли, откуда могут быть определены и электрические силы. Поскольку электрические силы, в свою очередь, являются продуктом электрического заряда и известного электрического поля, электрический заряд капли масла может быть точно вычислен. Измеряя заряды различных капель масла, очевидно, что заряды являются целыми кратными одной небольшой величины, а именно e.

Электризация тел - это один из способов получения заряженных тел (например, соприкосновением).

При этом оба тела заряжаются , причем заряды противоположны по знаку, но равны по модулю.

Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

Закон сохранения заряда имеет локальный характер: изменение заряда в любом наперёд заданном объёме равно потоку заряда через его границу. Требование локальности позволяет записать закон сохранения заряда в дифференциальной и интегральной форме.