1. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд – свойство тел создавать в окружающем пространстве электрическое поле и реагировать на другие электрические поля. В системе СИ единица заряда (кулон) является не основной, а производной и определяется через основную единицу для измерения электрических величин – единицу силы тока – ампер: 1 Кл = 1 Ас. Различают два вида зарядов, условно называемых положительными и отрицательными; при этом одноименные заряженные частицы отталкиваются, а разноименные – притягиваются друг к другу. Закон сохранения электрического заряда. В электрически изолированной системе алгебраическая сумма всех зарядов частиц остается постоянной при любых взаимодействиях между ними.

2. Закон Кулона. Силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними. Закон Кулона в веществе .Закон Кулона

где F — сила взаимодействия двух точечных зарядов Q₁ и Q₂ в вакууме; r — расстояние между зарядами; _ — электрическая постоянная, равная 8,85 · 10 ^–12 Ф/м.

3. Электростатическое поле. Напряженность поля. Принцип суперпозиции полей.

Каждый заряд создает в окружающем его пространстве электрическое поле – особый вид материи. Оно является первичным физическим понятием и не может быть определено через другие физические объекты. Электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами, называется электростатическим. Основные свойства: не существует электростатического поля без зарядов и зарядов без поля; распространяется на все пространство до бесконечности; действует на другие заряды с силами. Напряженность электрического поля – физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на точечный электрический заряд, к значению этого заряда.

где — сила, действующая на положительный точечный зарядQ₀, помещенный в данную точку поля; E=[H/КЛ]=[B/M]. Напряженность электростатического поля точечного заряда Q на расстоянии r от заряда

Принцип суперпозиции электрических полей. Напряженность электрического поля, одновременно создаваемого в некоторой точке пространства несколькими зарядами, равна сумме векторов напряженностей электрических полей, которые создавались бы в этой же точке каждым из зарядов по отдельности

Принцип суперпозиции (наложения) электростатических полей

где — соответственно напряженность и потенциал поля, создаваемого зарядом Q_i.

4. Электрический диполь. Диполем называется совокупность двух равных зарядов противоположного знака (расстояние между зарядами достаточно мало). Его характеризует векторная величина электрический дипольный момент: p=ql , где l расстояние между зарядами. Диполь создает в окружающем пространстве электрическое поле.

5. Теорема Остроградского-Гаусса для электростатического поля в вакууме.

Поток напряженности электростатического поля в вакууме сквозь произвольную замкнутую поверхность, проведенную в поле, пропорционален алгебраической суммеq_охв электрических зарядов, охватываемыхэтой пов-ю:

Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме

Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме – поток напряженности электростатического поля в вакууме через произвольную замкнутую поверхность равен отношению алгебраической сумме электрических зарядов, охватываемых этой поверхностью, к электрической постоянной.

6.Электростатиическое поле равномерно заряженной пластины и конденсатора.

-поверхностная плотность заряда. (Кл/м2). = dq/ds

Напряженность поле не зависит от длинны.

7. Электростатическое поле равномерно заряженного бесконечного цилиндра.

Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженным бесконечным цилиндром радиусом R на расстоянии r от оси цилиндра,

8. Электростатическое поле равномерно заряженной сферы.

Напряженность поля, создаваемого равномерно заряженной сферической поверхностью радиусом R с общим зарядом Q на расстоянии r от центра сферы,

9. Электростатическое поле равномерно заряженного шара.

- обьемная плотность заряда (величина заряда на 1 обьема) (Кл/м³) =dq/dv

Если ,тогда ,еслиr = R,то

Напряженность поля, создаваемого объемно заряженным шаром радиусом R с общим зарядом Q на расстоянии r от центра шара,

10. Работа по перемещению электрического заряда в поле. Потенциал поля. Работа электростатического поля при перемещении заряда по линии напряженности в однородном поле

A = F(d₁ – d₂) = qE(d₁ – d₂). Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле (W_p) – физическая величина, равная работе электростатического поля при перемещении заряда из его положения на нулевой уровень. Как правило, в электростатике принимается, что нулевой уровень находится на бесконечности. Работа электростатического поля равна изменению потенциальной энергии заряда, взятому с противоположным знаком:A = – (W_p2 – W_p1).Потенциал электростатического поля () – физическая величина, равная отношению потенциальной энергии заряда в поле к его значению. Определяющая формула . Потенциал — величина скалярная. За его единицу в системе СИ принимается вольт (1 В = 1 Дж/Кл).