1. Электрический заряд и его основные свойства. Закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд q – скалярная физическая величина, характеризующая неотъемлемое внутреннее свойство частицы, от которого зависит способность этой частицы к электромагнитным взаимодействиям.

В СИ [q] = 1 Кл

Всякий заряд изменяет определённым образом свойства окружающего его пространства – создаёт электрическое поле, которое проявляет себя в том, что помещая его в какую-либо точку другой заряд испытывает действие силы со стороны этого поля.

Основные свойства:

1. В природе существует два вида электрического заряда: положительный и отрицательный.

2. Дискретность электрического заряда

Наименьший электрический заряд:

Заряд любой частицы образуется целым числом элементарных зарядов:

где N – натуральное число

Носителем электрического положительного заряда – протон , отрицательного – электрон .

3. Инвариантность электрического заряда частицы не зависит от выбора ИСО, а значит не зависит от скорости движения этой частицы.

4. Аддитивность электрического заряда

Заряд любой системы частиц (тел) равен алгебраической (с учётом знака) сумме зарядов всех частиц (тел), входящих в эту систему:

5. Закон сохранения электрического заряда

Алгебраическая сумма зарядов любой электрической изолированной системы остаётся постоянной при любых процессах, происходящих в этой системе:

2. Электростатика. Точечный заряд. Закон Кулона. Принцип суперпозиции сил. Объемная, поверхностная и линейная плотность заряда.

Электростатика – раздел электромагнетизма, изучающий взаимодействия и электрические поля, покоящихся относительно некоторой системы отсчёта электрических зарядов.

Точечный заряд – заряженное тело, размерами и формой которого в условиях данной задачи можно пренебречь, т.е. заряженная МТ.

Закон Кулона:

Модуль силы взаимодействия между двумя положительными точечными зарядами, находящихся в вакууме, прямо пропорционален их величинам и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними; силы взаимодействия, направленные вдоль прямой соединяющей точечные заряды и являются силами притяжения в случае разноимённых зарядов и силами отталкивания, если заряды одноимённые.

Модуль силы Кулона:

где r - – расстояние между зарядами

Принцип суперпозиции:

Сила, действующая на заряд q со стороны системы n зарядов ( ), равна векторной сумме сил, действующих на этот заряд со стороны каждого заряда q, системы в отдельности:

Распределение заряда по телу характеризуется объёмной плотностью заряда :

где – заряд и объём малого элемента тела

В СИ = 1

Распределение заряда по поверхности характеризуется поверхностной плотностью заряда :

где – заряд и плотность малого элемента пластины

В СИ = 1

Распределение заряда вдоль линий характеризуется линейной плотностью заряда :

где – заряд и длина малого элемента пластины

В СИ = 1

3. Напряженность электрического поля. Силовые линии электростатического поля. Напряженность поля неподвижного точечного заряда. Электростатическое поле. Принцип суперпозиции.

Пробный заряд q – достаточно малый заряд, чтобы его внесение в исследуемое электрическое поле не вызывало заметного изменения этого поля.

Сила , действующая со стороны электрического поля на расположенный в любой точке этого поля неподвижный точечный пробный заряд может быть представлена в виде:

Напряженность электрического поля в некоторой его точке - векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой электрического поля, равная отношению силы , действующей со стороны поля на помещённый в данную точку неподвижный точечный пробный заряд к этому заряду:

В СИ = 1

Напряженность электростатического поля неподвижного точечного заряда в точке с радиус-вектором :

Электростатическое поле - не изменяющееся со временем (стационарное)электрическое поле, создаваемое неподвижным зарядом.

Принцип суперпозиции для электростатического поля: напряженность в каждой точке электрического поля, создаваемого несколькими неподвижными источниками, равна векторной сумме напряженностей полей, создаваемых каждым источником по отдельности в этой точке.

где – напряжённость поля точечного заряда в этой точке.

Основная задача электростатики – по известному распределению электрического заряда определить в любой точке пространства напряженность электростатического поля .