Физика_1 / 24

24. Взаимодействие электрических зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона.

Закон сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы (системы, не обменивающейся зарядами с внешними телами) остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри этой системы.

Заряд измеряется в Кл (кулонах). Заряд в 1Кл – это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за время 1с.

Закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов экспериментально установлен Ш. Кулоном, 1785 с помощью крутильных весов. Точечный заряд – заряд, сосредоточенный на теле, размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует. Точечный заряд – физическая абстракция.

Закон Кулона: сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами, находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам Q₁ и Q₂ и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними:

F= k,

где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. Сила F направлена по прямой, соединяющей взаимодействующие заряды, т.е. является центральной и соответствует притяжению (F<0) в случае разноименных зарядов и отталкиванию (F>0) в случае одноименных. Это кулоновская сила. З-н Кулона в векторной форме:

=k,

Где F₁₂ – сила, действующая на заряд Q₁ со стороны заряда Q₂ ; r₁₂ – радиус-вектор, соединяющий заряд Q₂ с зарядом Q₁ , r = || (рисунок).

На заряд Q₂ со стороны заряда Q₁ действует сила . В СИ коэффициент пропорциональности k = . Тогда закон Кулона в CPI запишется в виде:

F = .

Величина называется электрической постоянной и относится к числу фундаментальных физических констант и равна 8,85Ф/м, где Ф – фарад, единица электроёмкости. Тогда:

= 9