25.Электрический заряд — это свойство

объекта, позволяющее ему быть источником

электрического поля и участвовать в

электромагнитных взаимодействиях. Заряд

является количественной характеристикой.

Единица измерения заряда в СИ — кулон.

Впервые электрический заряд был введён

в законе Кулона в 1785 году. Заряд в один

кулон очень велик. Если бы два носителя

заряда (q1 = q2 = 1Кл) расположили в

вакууме на расстоянии 1 м, то они

взаимодействовали бы с силой 9?109 H.

Носителями электрического заряда

являются электрически заряженные

элементарные частицы — электрон (один

отрицательный элементарный

электрический заряд), протон

(один положительный элементарный

заряд) и другие менее распространённые

частицы.Электрический заряд

замкнутой системы сохраняется

во времени и квантуется —

изменяется порциями, кратными

элементарному электрическому

заряду. Закон сохранения заряда — один

из основополагающих законов физики.

Величина электрического заряда (иначе,

просто электрический заряд) – численная

характеристика носителей заряда и

заряженных тел, которая, может принимать

положительные и отрицательные значения.

Эта величина определяется таким образом,

что силовое взаимодействие, переносимое

полем между зарядами, прямо пропорционально

величине зарядов взаимодействующих между

собой частиц или тел, а направления сил,

действующих на них со стороны

электромагнитного поля, зависят от

знака зарядов. Электрический заряд

любой элементарной частицы присущ этой

частице в течение всего времени ее жизни,

поэтому элементарные заряженные частиц

зачастую отождествляют с их электрическими

зарядами. Наиболее известные элементарные

носители заряда – электроны, имеющие

отрицательный заряд и протоны, имеющие

такой же по величине положительный заряд.

Заряд электрона ?1,602176487(40)?10?19 Кл.

Закон сохранения электрического заряда

гласит, что алгебраическая сумма

зарядов электрически замкнутой системы

сохраняется.Закон сохранения заряда

выполняется абсолютно точно. На данный

момент его происхождение объясняют

следствием принципа калибровочной

инвариантности. Требование релятивистской

инвариантности приводит к тому, что

закон сохранения заряда имеет локальный

характер: изменение заряда в любом наперёд

заданном объёме равно потоку заряда

через его границу. В изначальной формулировке

был бы возможен следующий процесс: заряд

исчезает в одной точке пространства и

мгновенно возникает в другой. Однако,

такой процесс был бы релятивистски

неинвариантен: из-за относительности

одновременности в некоторых системах

отсчёта заряд появился бы в новом месте

до того, как исчез в предыдущем, а в

некоторых — заряд появился бы в новом

месте спустя некоторое время после

исчезновения в предыдущем. То есть был

бы отрезок времени, в течение которого

заряд не сохраняется. Требование

локальности позволяет записать закон

сохранения заряда в дифференциальной и

интегральной форме.

Закон Кулона — это закон, описывающий

силы взаимодействия между точечными

электрическими зарядами.

Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 г.

Проведя большое количество опытов с

металлическими шариками, Шарль Кулон

дал такую формулировку закона:

Модуль силы взаимодействия двух

точечных зарядов в вакууме прямо

пропорционален произведению модулей

этих зарядов и обратно пропорционален

квадрату расстояния между ними

Иначе: Два точечных заряда в вакууме

действуют друг на друга с силами,

которые пропорциональны произведению

модулей этих зарядов, обратно пропорциональны

квадрату расстояния между ними и

направлены вдоль прямой, соединяющей

эти заряды. Эти силы называются

электростатическими (кулоновскими).

Важно отметить, что для того, чтобы

закон был верен, необходимы:

1.точечность зарядов — то есть расстояние

между заряженными телами много больше их

размеров — впрочем, можно доказать, что

сила взаимодействия двух объёмно

распределённых зарядов со сферически

симметричными непересекающимися пространственными

распределениями равна силе взаимодействия

двух эквивалентных точечных зарядов,

размещённых в центрах сферической симметрии;

2.их неподвижность. Иначе вступают в

силу дополнительные эффекты: магнитное

поле движущегося заряда и соответствующая

ему дополнительная сила Лоренца, действующая

на другой движущийся заряд;

3.взаимодействие в вакууме.

Однако с некоторыми корректировками

закон справедлив также для взаимодействий

зарядов в среде и для движущихся зарядов.

В векторном виде в формулировке Ш. Кулона

закон записывается следующим образом:

где F12 — сила, с которой заряд 1

действует на заряд 2; q1 q2 — величина

зарядов; r12 — радиус-вектор (вектор,

направленный от заряда 1 к заряду 2, и

равный, по модулю, расстоянию между зарядами — );

k — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, закон указывает, что

одноимённые заряды отталкиваются (а

разноимённые — притягиваются).