19. Поняття точкового заряду. Сформулюйте закон Кулона.

Точковим зарядом називається заряджене тіло, розмірами якого можна знехтувати у порівнянні з відстанями від цього тіла до інших тіл, які несуть електричний заряд.

Закон Кулона: сила взаємодії двох точкових зарядів, які знаходяться у вакуумі, прямо пропорційна величині кожного із зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

,

де k – коефіцієнт пропорційності, q₁ і q₂ – величини зарядів, r – відстань між ними. Сила має напрямок вздовж прямої, яка сполучає заряди. Заряди, які мають однакові знаки, відштовхуються, заряди протилежних знаків – притягуються.

Коефіцієнт k у системі СІ визначається як:

,

де ₀ = 8,85 10^-12 Ф/м – електрична постійна.

20. Напруженість та потенціал поля, яке створюється точковим зарядом.

Точковим зарядом називається заряджене тіло, розмірами якого можна знехтувати у порівнянні з відстанями від цього тіла до інших тіл, які несуть електричний заряд.

Заряд створює навколо себе електричне поле. Якщо поле створюється нерухомим електричним зарядом, то його називають електростатичним електричним полем. Електричне поле можна охарактеризувати напруженістю та потенціалом.

Напруженість поля, яке створене точковим зарядом q, прямо пропорційна заряду і обернено пропорційна квадрату відстані від заряду до даної точки поля:

,

де ₀ = 8,85 10^-12 Ф/м – електрична постійна.

Напруженість – це векторна величина. Вектора має напрямок вздовж прямої, яка сполучає заряд та точку, в якій визначаємо поле. Якщо заряд, позитивний, то вектор має напрямок від заряду. Якщо заряд негативний, то вектор спрямований до заряду.

Одиниця вимірювання напруженості –В/м.

Потенціал точкового заряду – це скалярна величина яка пропорційна заряду і обернено пропорційна від заряду до даної точки поля:

.

Одиниця вимірювання потенціалу – вольт (В).

21. Конденсатор. Паралельне та послідовне сполучення конденсаторів. Енергія зарядженого конденсатора.

Конденсатор – це електротехнічний пристрій, який використовується для накопичення заряду. Він складається з двох близько розташованих заряджених провідників, які розділені шаром діелектрика. Чисельно заряди таких провідників дорівнюють один одному, але їх знаки протилежні. Самі провідники називають обкладками конденсатора. Ємність конденсатора визначається як: , де q – заряд обкладки конденсатора,  - різниця потенціалів міх обкладками. Одиниці вимірювання ємності – фарад (Ф).

Послідовне з’єднання конденсаторів.

Для такого з’єднання всі конденсатори незалежно від ємності мають однакові заряди: .

Загальна різниця потенціалів дорівнює сумі різниць потенціалів на кожному конденсаторі:

.

При послідовному з’єднанні конденсаторів обернене значення загальної ємності дорівнює сумі обернених значень ємностей кожного конденсатора: .

При послідовному з’єднанні конденсаторів зменшується загальна ємність системи але збільшується загальна напруга.

Паралельне з’єднання конденсаторів.

Загальний заряд системи дорівнює сумі зарядів кожного конденсатора: .

Між обкладками кожного конденсатора буде однакова різниця потенціалів: .

Електроємність батареї паралельно з’єднаних конденсаторів дорівнює сумі електроємностей усіх конденсаторів: . Таким чином ємність конденсаторів можна збільшити шляхом їх паралельного з’єднання.

Електричне поле зосереджене всередині конденсатору, його енергія визначається як: .