29. Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона. Напряжённость электрического поля. Силовые линии. Принцип суперпозиции.

Электрический заряд – это физическая величина, являющаяся количественной мерой электромагнитных взаимодействий.

Электрические заряды обладают следующими свойствами:

1. Существуют только 2 вида заряда: отрицательные и положительные.

2. Одноимённые заряды отталкиваются, разноимённые заряды

притягиваются.

3. Существует элементарный заряд e = 1,6 · 10^(–19) Кл

4. Электрический заряд дискретен, т. е. электрический заряд любого тела состоит из целого числа положительных и отрицательных элементарных зарядов

5. Электрический заряд инвариантен, т. е. значение электрического заряда не зависит от скорости его движения. Так как скорость движения зависит от выбора системы отсчёта, то можно сказать: значение электрического заряда не изменяется при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой.

Из обобщения опытных данных был установлен фундаментальный закон природы – закон сохранения заряда: заряды не создаются и

не пропадают, они могут быть лишь переданы от одного тела другому или перемещены внутри данного тела. Другая формулировка закона сохранения заряда: алгебраическая сумма зарядов тел и частиц, образующих электрически изолированную систему, не изменяется при любых процессах, происходящих в этой системе.

Закон Кулона определяется формулой:

Закон Кулона справедлив также для заряженных тел сферической формы, заряды которых распределены равномерно по объёму или по поверхности этих тел.

Электростатическое поле.

Напряженность электростатического поля.

Силовые линии. Принцип суперпозиции

Напряженность электрического поля в данной точке есть физическая величина, определяемая силой, действующей на единичный пробный заряд, помещённый в эту точку поля и имеющий направление этой силы. Напряженность электрического поля является силовой характеристикой поля.

Единица измерения напряженности электрического поля [Е] =

= 1 Н/Кл = 1 В/м.

Линии напряженности не пересекаются, так как в каждой точке поля напряженность имеет своё определенное направление. Линии напряженности начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных.

Линии напряженности поля точечного заряда – это прямые линии, выходящие из заряда, если он положительный, и входящие в заряд, если он отрицательный (рис.1.6).

Примеры графического изображения электростатических полей:

– поле электрического диполя (рис. 1.7)

– поле системы двух одинаковых положительных зарядов

(рис. 1.8)

– поле плоского заряженного конденсатора (рис. 1.9)

Если электростатическое поле создается системой зарядов, то для нахождения напряженности поля используют принцип суперпозиции электрических полей: напряженность электростатического поля системы зарядов в данной точке равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым из зарядов системы в отдельности в данной точке:

Если электростатическое поле создается заряженным телом с распределенным зарядом, то его разбивают на элементарные заряды. Такие заряды уже можно считать точечными.