1. Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда, Закон Кулона.

Электрический заряд это количественная мера свойства тел притягиваться или отталкиваться друг от друга с электрической силой. Свойства электрических зарядов:

1. В природе существуют только два типа электрических зарядов: положительные и отрицательные.

2. Любой электрический заряд квантован, то есть кратен целому числу минимальных порций заряда. Носителем такой минимальной порции отрицательного заряда является электрон, положительного — протон. Численно эти минимальные заряды одинаковы и составляют е = 1.6∙10^–19 Кл. Равенство элементарных зарядов разного знака объясняет электронейтральность атомов и молекул.

3. Закон сохранения электрических зарядов: полный электрических заряд изолированной системы не меняется.

4. Опыт показывает, что электрический заряд релятивистски инвариантен, то есть его величина не зависит от того, движется он или находится в покое.

Важнейшим свойством электрических зарядов является их силовое взаимодействие друг с другом. Это взаимодействие точечных зарядов экспериментально было исследовано Ш. Кулоном.

Закон Кулона

Два точечных неподвижных электрических заряда взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению величины этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Силы электрического взаимодействия направлены по линии, соединяющей заряды. Одноимённые заряды отталкиваются , разноимённые — притягиваются.

Коэффициент пропорциональности к₀ в этой системе равен к₀ = 9 ∙ 10⁹

В рационализованной системе СИ коэффициент пропорциональности к0 представляют в виде:

2. Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Напряжённость электрического поля точечного заряда.

Электрическое поле — пространство, обладающее свойством действовать с силой на электрический заряд, помещённый в это поле.

Как показывает опыт, эта электрическая сила F пропорциональна величине пробного заряда q, находящегося в исследуемой точке поля.

Поэтому отношение — уже не будет зависеть от величины пробного заряда. Оно определяется только свойством поля в данной точке. Это отношение принято в качестве силовой характеристики электрического поля и получило название напряженность.

Напряжённость данной точки электрического поля равна по величине и совпадает по направлению с силой, действующей на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку В системе СИ напряжённость измеряется в ньютонах на кулон.

Поле точечного заряда.

Пусть поле создаётся точечным зарядом Q. Внесём в точку А этого поля пробный точечный заряд q (рис. 1.3.) На него в поле будет действовать сила, равная

.

Легко получить выражение для напряжённости электрического поля, созданного точечным зарядом Q:

Напряжённость поля точечного заряда прямо пропорциональна величине заряда Q, создающего поле, и обратно пропорциональна квадрату расстояния от заряда, до той точки поля, в которой измеряется напряжённость.

Если поле в некоторой точке пространства создаётся отдельными точечными зарядами, то напряжённость результирующего поля равна векторной сумме напряженностей складываемых полей

Это правило получило название принципа суперпозиции электрических полей. Подчеркнем ещё раз, что справедливость этого принципа подтверждена экспериментально.