1. Электрический заряд и его дискретность. Закон сохранения заряда.

Закон сохранения электрического заряда гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

q, Q, e – обозначения электрического заряда. Единицы заряда в СИ [q]=Кл (Кулон).

1мКл = 10-3 Кл; 1 мкКл = 10-6 Кл; 1нКл = 10-9 Кл;

е = 1,6∙10-19 Кл – элементарный заряд.

Элементарный заряд, е – минимальный заряд, встречающийся в природе.

Электрон: qe = - e - заряд электрона; m = 9,1∙10-31 кг – масса электрона и позитрона.

Позитрон, протон: qp = + e – заряд позитрона и протона.

Любое заряженное тело содержит целое число элементарных зарядов:

q = ± Ne; (1)

Формула (1) выражает принцип дискретности электрического заряда, где N = 1,2,3…- целое положительное число.

Закон сохранения электрического заряда: заряд электрически изолированной системы с течением времени не изменяется:

q = const.

2. Закон Кулона. Полевая трактовка закона Кулона.

Закон Кулона — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов.

Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

Введем величину вектора напряженности электрического поля в точке нахождения пробного заря по формуле

3. Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции.

Помещая в некоторую точку поля различные заряды, можно установить, что сила, действующая на них прямо пропорциональна их величине. Тогда отношение силы, с которой электрическое поле действует на заряд, к величине заряда постоянно и может быть принято за характеристику поля в данной точке. Эта величина называется напряжённостью электрического поля и является его силовой характеристикой.

E=F/q.

Напряжённость - векторная величина, то есть имеет направление; она направлена от положительного заряда к отрицательному.

Единица измерения напряжённости - 1 Н/Кл - ньютон на кулон (существует и другая единица - 1В/м - вольт на метр).

F=qE.

Сила направлена туда же, куда и напряжённость, если заряд положителен, и в противоположную сторону, если заряд отрицателен.

Если на тело действует несколько сил, то вместо них можно рассматривать результирующую (равнодействующую) силу, равную их геометрической (векторной) сумме.

F=F1+F2+F3+…+Fn.

Если это - силы, действующие на заряд со стороны нескольких полей, то, разделив равенство на величину этого заряда, получим по определению напряжённости:

E=E1+E2+E3+…+En

Это уравнение выражает принцип суперпозиции (наложения) полей. Если в данной точке пространства заряженные частицы и тела создают поля с некоторыми напряжённостями, то результирующая напряжённость равна их векторной сумме. Уравнение принципа суперпозиции не содержит величин в степени выше первой, то есть является линейным. Поля, описываемые такими уравнениями, также называются линейными. Такие поля не влияют сами на себя. Электромагнитное поле линейно. Гравитационное поле линейно в теории тяготения Ньютона и нелинейно в теории тяготения Эйнштейна.