Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Саратовский государственный аграрный университет

имени Н. И. Вавилова»

ФИЗИКА

краткий курс лекций

Часть II

Электричество и магнетизм

Саратов 2011

УДК 53

ББК 22.3

Г 43

Рецензенты:

Доктор физ. - мат. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет»

Е.Ю. Альтшулер

доктор физ. - мат., профессор ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

А.Г. Лазерсон

Г 43

Физика: краткий курс лекций для всех направлений подготовки студентов в 3 частях/ Сост.: С.Г. Гестрин, Е.А. Пилипенко// ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2011. – 56 с. Краткий курс лекций по дисциплине «Физика» составлен в соответствии с требованиями ГОС ВПО и примерным программам дисциплины «Физика» для естественнонаучного направления подготовки студентов. Краткий курс лекций содержит теоретический материал по основным вопросам общей физики – от механики до физики атомного ядра и элементарных частиц, поделен на 3 части. Все три части курса направлены на формирование у студентов знаний об основных закономерностях физических явлений, применение этих знаний для понимания процессов, происходящих в природе, для решения профессиональных задач. В конце каждой главы помещены контрольные вопросы и список литературы для более глубокого освоения данного раздела физики. Вторая часть посвящена основам электромагнетизма. УДК 54 ББК 24

© Гестрин С.Г., Пилипенко Е.А. 2011

© ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2011

Лекция 1 электростатика

1.1. Электромагнитное взаимодействие. Электрический заряд. Закон Кулона.

Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей.

Электростатика – раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных заряженных тел. Электрическое поле, осуществляющее это взаимодействие, называется электростатическим.

Разнородные материальные тела в результате тесного контакта способны наэлектризовываться, т.е. приобретать электрический заряд, что обнаруживается по их способности притягивать мелкие, легкие предметы. Из опыта известно, что электрические заряды обладают следующими свойствами:

1) бывают двух видов – условно называемых положительными и отрицательными;

В качестве положительного был выбран заряд, возникающий на стекле при натирании его шелковой тканью.

2) все заряды дискретны и кратны элементарному заряду = 1.602·10^-19 Кл.

(1)

Формула (1.1) выражает закон квантования электрического заряда.

Одноименно заряженные тела отталкиваются, а разноименно заряженные – притягиваются. Заряженные тела, размерами которых можно пренебречь по сравнению с расстояниями между ними, называют точечными зарядами. Точечный заряд это удобная физическая модель, аналогичная материальной точке в механике.

Полный заряд электрически изолированной системы остается постоянным:

Система называется электрически изолированной, если через ограничивающую ее поверхность невозможен перенос зарядов, т.е. протекание электрического тока.

Основной закон, описывающий взаимодействие элементарных зарядов – закон Кулона.

Рисунок 1.

В векторной форме закон Кулона записывается в виде

.