Общая физика. Оптика / Ответы на вопросы / Закон Кулона Закон сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона: закон сохранения электрического заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов тел или частиц, образующих электрически изолированную систему, не изменяется при любых процессах, происходящих в этой системе. В системе могут образовываться новые электрически заряженные частицы, например электроны вследствие ионизации атомов и молекул, ионы за счёт явления ионизации или электролитической диссоциации и др. Однако при этом одновременно рождаются частицы, заряды которых противоположны по знаку и в сумме =0. Например, при ионизации атома образуется пара частиц – свободный электрон и однозарядный положительный ион. Закон Кулона: Сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов, находящихся в вакууме, прямо пропорциональна произведе­нию этих зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами и направ­лена вдоль соединяющей их прямой:

Здесь F₁₂ – сила, действующая на заряд q₁ со стороны заряда q₂; r₁₂ – радиус-век­тор, соединяющий заряд q₂ с зарядом q₁; r=|r₁₂| (рис.1 и 2); k –коэффициент про­порциональности (k>0); F₁₂ – сила, дей­ствующая на заряд q₂ стороны заря­да q₁; r₁₂=r₁₂ – радиус-вектор, соединя­ющий заряд q₁ с зарядом (на рис.2 показан штрихами). Коэффициент пропорциональности k в законе Кулона (рис.2) зависит от выбора системы единиц. В СИ принимается, что коэффициент k – величина размерная и равная k=1/(4₀), где ₀ – новый коэффициент пропорцио­ –нальности, подлежащий определению из экспериментальных данных и наз-й электрической постоянной, а множитель 4 при ₀ введен для записи закона Кулона в рационализованной форме: F₂₁=(1q₁q₂/4₀r³)r₂₁; где ₀=8,8510^-12 Кл²/(Нм²); k=1/(4₀)=910⁹ Нм²/Кл². При построении системы единиц СГС (гауссо­вой) для электродинамических величин полагают коэффициент k в законе Кулона (рис.1) безраз­мерным и равным единице: k=1. Соответственно закон Кулона записывают в форме F₂₁=(q₁q₂/r³)r₂₁. Всякое заряженное тело можно рас­сматривать как совокупность точечных за­рядов аналогично тому, как в механике всякое тело можно считать совокупностью материальных точек. Поэтому электроста­тическая сила, с которой одно заряженное тело действует на другое, равна геометриче­ской сумме сил, приложенных ко всем то­чечным зарядам второго тела со стороны каждого точечного заряда первого тела. Линейная плотность электрических зарядов: =dq/dt, где dq – заряд малого участка заряженной линии длиной dl. Поверхностная плоскость электрических зарядов: =dq/dS, где dq – заряд малого участка заряженной поверхности площадью dS. Объёмная плотность электрических зарядов: =dq/dV, где dq – заряд малого участка заряженного тела объёмом dV.