
1.Заряд.
Электрический заряд - это физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий. Единица заряда - [q] кулон
Суммарный электрический заряд всякой изолированной системы сохраняется. Это свойство есть закон сохранения электрического заряда. Закон сохранения электрического заряда - электрические заряды не создаются и не исчезают, а только передаются от одного тела к другому или перераспределяются внутри тела
Электрический заряд является физической величиной, характеризующей свойство тел или частиц вступать в электромагнитные взаимодействия, и определяющей значения сил и энергий при таких взаимодействиях
В единицах СИ модуль этого заряда равен: е = 1,6.10-19Кл … В конце 19 в. был открыт электрон — носитель отрицательного электрического заряда, а в начале 20 в, — протон, обладающий таким же по величине положительным зарядом
Свойства электрического заряда :
1. Электрический заряд не является знакоопределенной величиной, существуют как положительные, так и отрицательные заряды.
2. Электрический заряд - величина инвариантная. Он не изменяется при движении носителя заряда.
3. Электрический заряд аддитивен.
4. Электрический заряд кратен элементарному. q = Ne. Это свойство заряда называется квантованностью.
5. Суммарный электричесий заряд всякой изолированной системы сохраняется. Это свойство есть закон сохранения электрического заряда
Закон Кулона - это закон взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов. Закон Кулона формулируется следующим образом: Сила электрического взаимодействия между двумя точечными зарядами в вакууме пропорциональна этим зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними
Закон Кулона для взаимодействия точечных зарядов Q1 и Q2, находящихся на расстоянии r друг от друга, записывается формулой:
2. Напряжённость
Физическая
величина, равная отношению силы, с
которой электрическое поле действует
на точечный электрический заряд, к
значению этого заряда, называется напряженностью
электрического поля. Обозначив
напряженность буквой
E=F/q…
F=|q1|*|q2|/r*r;
Принцип
суперпозиции. Напряжённость
поля, создаваемого системой неподвижных
точечных зарядов q1, q2, q3, , qn,
равна векторной сумме напряжённостей
электрических полей, создаваемых каждым
из этих зарядов в
отдельности:
Напряженность поля точечного заряда. Используя закон Кулона (1.1) найдем выражение для напряжённости электрического поля, создаваемого точечным зарядом q в однородной изотропной среде на расстоянии r от заряда:
(1.2)
В этой формуле r – радиус-вектор, соединяющий заряды q и qпр. Из (1.2) следует, что напряжённость E поля точечного заряда q во всех точках поля направлена радиально от заряда при q > 0 и к заряду приф q < 0.
3.Потенциал Электрического поля
Электростатический потенциал — скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является,единица измерения работы, деленная на единицу измерения.
Электростатический потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда. Напряжённость электростатического поля и потенциал связаны соотношением:
Здесь
—
оператор Гамильтона, или набла, то есть
в правой части равенства стоит вектор
с компонентами, равными частным
производным от потенциала по соответствующим
координатам, взятый с противоположным
знаком.
Воспользовавшись
этим соотношением и теоремой Гаусса
для напряжённости поля , легко
увидеть, что электростатический потенциал
удовлетворяет уравнению Пуассона. В
единицах системы СИ:
где
—
электростатический потенциал (в
вольтах),
—
объёмная плотность заряда (в кулонах
на кубический метр), а
—
диэлектрическая проницаемость вакуума
(в фарадах на метр).
Потенциал поля точечного заряда Q в однородной изотропной среде с диэлектрической проницаемостью :