Билет 13 Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле

План

1. Заряд макроскопического тела. Электрический заряд.

2. Электризация и ее объяснение. Взаимодействие заряженных тел.

3. Закон сохранения электрического заряда.

4. Закон Кулона.

5. Элементарный электрический заряд

6. Электрическое поле

1. Заряд макроскопического тела.

В электродинамике, созданной Максвеллом, рассматриваются электромагнитные взаимодействия не отдельных заряженных элементарных частиц, а макроскопических тел.

М акроскопические тела, как правило, электрически нейтральны. Нейтрален атом любого вещества, так число электронов в нем равно числу протонов в ядре. Положительно и отрицательно заряженные частицы связаны друг с другом электрическими силами и образуют нейтральные системы.

Тело больших размеров заряжено в том случае, когда оно содержит избыточное количество элементарных частиц с одинаковым знаком заряда. Отрицательный заряд тела обусловлен избытком электронов по сравнению с протонами, а положительный заряд – их недостатком.

Электрический заряд – это свойство тел или частиц, характеризующих интенсивность их электромагнитных взаимодействий.

2. Электризация тел.

Для того чтобы получить электрически заряженное макроскопическое тело или, как говорят, наэлектризовать его, нужно отделить часть отрицательного заряда от связанного с ним положительного¹.

Проще всего это сделать с помощью трения².

Электризация – процесс получения электрически заряженных макроскопических тел из электронейтральных.

Степень электризации тел в результате взаимного трения характеризуется величиной и знаком электрического заряда, полученного телом. Каучук, натертый о мех, оказывается отрицательно заряженным, а стекло, потертое о шелк, положительно заряженным. При этом мех заряжается положительно, а шелк – отрицательно (рисунки 1,2).

Знак заряда тел в результате электризации определяется тем, что одни вещества при трении отдают электроны, а другие их присоединяют. Причина этого явления – в различии энергии связи электрона с атомом в этих веществах.

В атомах тех веществ, где электрон находится далеко от ядра и слабо с ним связан (например, в стекле), энергия связи электрона с атомом мала. Электрон может легко оторваться от атома. Атом при этом превращается в положительный ион, а вещество заряжается положительно.

Одно и то же вещество при трении с различными веществами может получать заряд разного знака.

Электрический заряд всегда связан с каким-либо телом или частицей и не может существовать сам по себе, так он характеризует определенные свойства тел или частиц.

Объяснение двум видам электрического взаимодействия – притяжения и отталкивания – предложил в начале XVIII века французский ученый Шарль Дюфе.

1. Существует два рода электрических зарядов – положительные и отрицательные.

2. Тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются, а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.