1) Електричний заряд. Закон збереження заряду

Електричний заряд – це невіддільна властивість деяких елементарних частинок.Відомо, що заряди бувають двох видів – позитивні й негативні. Носієм елементарного негативного заряду є електрон. Елементарним позитивним зарядом наділений протон.За абсолютною величиною елементарні заряди електрона й протона однакові. За одиницю електричного заряду прийнято кулон (Кл).1Кл = 1 А/с.Елементарний електричний заряд електрона або протона дорівнює | e | = 1,6 ּ 10-19 Кл. Будь-який інший заряд є сукупністю елементарних зарядів q = ± Nּe Електричні заряди можуть мати лише дискретні значення, кратні заряду електрона. Таку властивість зарядів називають квантуванням.В довільних інерціальних системах заряд є інваріантним або незмінним. Електричні заряди можуть зникати або виникати знову. Пояснити цей факт можна однаковим або різним числом зарядів різних знаків у системі, або їх взаємним перетворенням. Так відомо, що електрон і позитрон можуть анігілювати е + +е ® 2g В той же час гамма-кванти високих енергій (Е » 1,02Ме) - в полі ядерних сил, або кулонівському полі елементарних заряджених частинок здатні перетворюватись в електрон і позитрон: g ® е + +е . Сумарний заряд електрично-ізольованої системи є величиною сталою. Це твердження є законом збереження електричного заряду.Всі основні властивості електричних зарядів знайдені дослідним шляхом. Серед них відмітимо такі:- однойменні заряди відштовхуються, різнойменні притягуються;- величина заряду не залежить від системи відліку;дискретний характер заряду, тобто кратність до елементарного заряду; електричний заряд має властивість адитивності. Це означає, що заряд системи тіл дорівнює сумі зарядів всіх частинок , які входять в систему. В електростатиці використовується фізична модель точкового джерела.Точковим джерелом заряду називається заряджене тіло, форма й розміри якого в даних умовах не є суттєвими.Дослідним способом було доказано, що сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів пропорційна величині кожного із зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.Закон взаємодії точкових зарядів називається законом Кулона

2) Об’ємна, поверхнева та лінійна густина заряду

Густина́ заря́ду — характеристика неперервного розподілу електричного заряду в просторі, яка визначається, як заряд, що припадає на одиницю об'єму. \rho = \lim_{\Delta V \rightarrow 0} \frac{\Delta q} {\Delta V} ,де \Delta q — це заряд у певному об'ємі \Delta V .В системі СІ густина заряду вимірюється в кулонах на метр кубічний — Кл/м3.

У випадку, коли заряд розподілений на поверхні, наприклад на поверхні провідника, вводять густину поверхневого заряду. Густина поверхневого заряду здебільшого позначається грецькою літерою σ, й означається, як заряд на одиницю площі

де \Delta q — це заряд на певній площі \Delta S .У випадку одномірного розподілу заряду вздовж дротини, аналогічним чином вводиться лінійна густина заряду α.

3) Закон Кулона. Електричне поле

Електростатичне поле — особливий вид матерії, що оточує заряджені тіла і передає дії зарядів один на одного. Властивості електричного поля:1. Матеріальне, існує незалежно від нас і наших знань про нього. 2. Створюється електричними зарядами.3. Виявляється за дією на нерухомі заряди. 4. Послаблюється з відстанню

Електричне поле досліджують за допомогою «пробного заряду» q0 — точкового позитивного заряду, достатньо малого за величиною, щоб не спотворити поле, в яке він внесений (легенька заряджена кулька на шовковій нитці).

Електричне поле зображують за допомогою ліній напруженості. Напруженість електричного поля – фізична величина яка показує силу з якою електричне поле діє на одиничний пробний заряд вміщений в дану точку поля і визначається відношенням сили до величини цього заряду..( позначається літерою - Е , одиниця вимірювання – вольт поділено на метр

Закон Кулона — один з основних законів електростатики, який визначає величину та напрямок сили взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами Електростатична сила взаємодії F12 двох точкових нерухомих зарядів q1 та q2 у вакуумі прямо пропорційна добутку абсолютних значень зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані r12 між ними.