1.Электрические заряды и их свойства. Закон Кулона.

Сущ. 2 рода эл. зарядов: + и -.

q – электр. заряд (скаляр). [q]=1 Кулон=1 Кл.

Электр. заряды сущ. в виде элемент. заряж. частиц.

Элемент. заряд: Кл.

Св-ва электр. зарядов:

1) электр. заряд дискретен (любой заряд есть совок-ть элемент. зарядов).

2) электр. заряд есть величина релятивистски-инвариантная (т.е.величина заряда не зависит от того, движется тело или покоится)

3) электр. заряды взаимодействуют. Одноим. отталкиваются, разноим. притягиваются.

4) закон сохр. электр. заряда: алгебр. сумма электр. зарядов люб. замкн. системы остается неизм., какие бы процессы не происходили внутри системы, т.е.: q1+q2+…+qn=const.

Точечный заряд – заряженное тело, размеры кот. весьма малы по сравнению с расстоянием до др. зарядов.

На практике имеем дело с телами, у которых заряд распределен непрер. по длине, поверхности, объему. Введем понятие плотности заряда:

1) линейн. плотность , [ 1 Кл/м, для равном. распр. заряда:

2) поверхн. плотность , [ ]=1 Кл/

3) объёмная плотность , [ ,

dl,ds,dv – физически беск. малые: отрезок, площадь, объем.

Закон Кулона: (только для точечн. электр. зарядов).

– коэф-т пропорц-ти, – электр. постоянная,

Закон кулона для случая среды: , где – относит. диэлектр. проницаемость среды. (кроме вакуума и воздуха ).

2. Электр. Поле в вакууме. Напряженность поля.

Электр. поле материально. Основным св-вом электр. поля явл. то что на люб. др. заряд, помещенный в поле, действ. сила. В этом заключ. физич. механизм взаимод-я электр. зарядов. Рассм. поле точечного заряда:

Если в А поместить еще заряд ( ):

Для точки А:

– напряженность поля

Напряженность (вект. величина) – силовая кол-венная хар-ка поля, численно равная силе, действующей на единичный положит. заряд.

Вектор Е совпад. с вектором F, действующей на q

1) >0: , 2) <0:

Формула для расчета Е одного точечн. заряда q: , ,

– напряженность поля точечного заряда

Принцип суперпозиции: Если электр. поле создается системой зарядов, то напряженность результирующего поля равна векторной сумме напряженности полей, создаваемых кажд. зарядом системы в частности: .

Если заряд распределен по телу непрерывно то:

3.Линии напряженности электростатичекого поля. Поток вектора напряженности.

Электростат. поле наглядно м-но изобразить с пом. силовых линий.

Силовой линией назыв. линию, касат. к кот. в люб. т. совпад. с вектором E. Линии вектора Е облад. рядом особенностей:

1) Нигде не пересек., т.к. вектор Е в кажд. т. простр-ва имеет лишь одно направление.

2) Имеют начало и конец. Начин. на положит. зарядах, заканчив. на отрицат.

3) С пом. линий Е м-но опред. не только направление, но и величину напряж-ти поля.

4) Линии Е проводятся с опред. густотой: число линий Е, пронизывающ. единицу поверхн., перпендик. линиям Е, должно быть = или пропорцион. величине Е.

Однородным назыв. поле, напряж-ть кот. остается пост. по величине и направлению.

Число линий Е, пронизыв. данную поверхн. S, назыв. потоком вектора напряженности. Ф_Е-поток вектора Е

1) Поле однородное, поверхность плоская.

н айдем проекцию вектора Е на направление вектора нормали n

Е_n=Е*cosα, Ф_Е=E_n*S => Ф_Е=Е*S*cosα

2) Поле неоднородное, поверхность произвольная.

Разобьем поверхность S на БМ участки и выберем 1 из участков величиной ds. В пределах ds поле можно считать однор., а саму ds - плоской поверхн. Можем записать выраж-е для потока вектора ч/з поверхн. ds.

dФ_Е=E_nds=Eds*cosα, а полный поток Ф_Е= ds.

Введем условн. вектор , , тогда dФ_Е=E_nds, тогда полный поток Ф_Е= ds, а поток ч-з замкн. поверхн. Ф_Е=