Электростатика. Закон сохранения электрических зарядов. Проводники, полупроводники, диэлектрики.

Электростатика — раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействиенеподвижных электрических зарядов.

Между одноимённо заряженными телами возникает электростатическое (или кулоновское) отталкивание, а между разноимённо заряженными — электростатическое притяжение. Явление отталкивания одноименных зарядов лежит в основе создания электроскопа — прибора для обнаружения электрических зарядов.

Электрический заряд – физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Принято электрический заряд  обозначать Q  или q.

Модуль заряда тела определяется по формуле:

 Q= n ∙ e

 где е = 1,6  10^-19Кл - элементарный заряд, n-количество избыточных (недостающих) электронов.

Т.к. электризация  обусловлена только переходом электронов, а, следовательно, переходом  соответствующего отрицательного заряда с одного тела на  другое, то можно утверждать:

внутри изолированной системы при любых взаимодействиях алгебраическая сумма электрических зарядов остается постоянной.

q₁ + q₂ + q₃ + q_n = const

 

Систему называют изолированной или замкнутой, если в нее не вводятся или из нее не выводятся электрические заряды.

Силовой характеристикой электрического поля является напряженность.

Напряженностью электрического поля в данной точке  называется векторная физическая величина, численно равная  силе, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в данную точку поля.

где - напряженность электрического поля,

 - сила, действующая со стороны электрического поля на пробный заряд .

В проводниках присутствуют свободные носители заряда - это часть электронов сравнительно слабо связанных с ядром, которые могут перемещаться с орбиты одного ядра на орбиту другого под воздействием внешнего электрического поля. Такие электроны называются свободными. К проводникам относятся такие вещества, как медь, алюминий.

 Диэлектриками называются вещества, основным электрическим свойством которых является их способность поляризоваться в электрическом поле. Строение диэлектриков характеризуется наличием незначительного количества свободных электронов и молекул, вытянутых по форме (полярные диполи)

 Промежуточное положение между проводниками и диэлектриками занимают полупроводники. К полупроводникам относятся элементы IV группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева, которые на внешней оболочке имеют четыре валентных электрона. Типичные полупроводники - германий Ge и кремний Si.