Билет № 24. Элементарный электрический заряд; два вида электрических зарядов; закон сохранения электрического заряда; закон Кулона; электрическое поле: напряженность

Элементарный электрический заряд; два вида электрических зарядов; закон сохранения электрического заряда; закон Кулона; электрическое поле: напряженность электрического поля; линии напряженности электрического поля; принцип суперпозиции электрических полей.

Янтарь, потертый о шерсть, приобретает способность притягивать легкие предметы. Тела, способные, подобно янтарю, после натирания притягивать легкие предметы, называют наэлектризованными. В природе существуют только два вида зарядов - положительные и отрицательные. Заряды одного знака (одноименные заряды) отталкиваются, заряды разных знаков (разноименные заряды) притягиваются. Наименьшим (элементарным) зарядом обладают элементарные частицы. Например, протон заряжен - положительно, электрон - отрицательно. Величина элементарного заряда е = 1, 6-10 ^{- 19} Кл. в электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов остается постоянной: (1.1)
Изолированной называется система, не обменивающаяся зарядами с внешней средой, который вывел Шарль Кулон, установил закон взаимодействия двух точечных зарядов. Этот закон гласит: сила взаимодействия двух точечных зарядов прямо пропорциональна произведению этих зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена по линии, соединяющей, эти заряды. Для вакуума этот закон имеет вид где - диэлектрическая проницаемость диэлектрика. Она показывает, во сколько раз сила
кулоновского взаимодействия зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме.
Взаимодействие между зарядами на расстоянии осуществляется через электрическое поле. Электрическое поле - это одна из форм материи. Оно обладает свойством действовать на внесенные в него заряды с некоторой силой. Величина, равная силе, действующей на единичный пробный заряд в точке М, может служить силовой характеристикой электрического поля. Она называется напряженностью электрического поля: Напряженность электрического поля - векторная
величина, направление вектора совпадает с направлением вектора силы , действующей на положительный пробный заряд, помещенный в данную точку поля. Напряженность не зависит от наличия или отсутствия в данном поле пробных зарядов. Она зависит от свойств самого поля, которые определяются зарядом-источником, расстоянием от него до точки поля, в которой измеряется напряженность и средой, в которой создано поле. В системе СИ напряженность электрического поля измеряется в вольтах на метр (В/м). Тогда напряженность поля, создаваемого точечным зарядом Q в точке М, Если заряд Q окружает среда с диэлектрической проницаемостью е, то напряженность создаваемого им поля
Силовые линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных или уходят в бесконечность. О величине напряженности поля судят по густоте линий. Чем гуще расположены линии, тем больше величина напряженности- Густота линий — это число линий, пронизывающих единичную площадку, перпендикулярную линиям. Вектор напряженности поля является касательным к силовым линиям в каждой точке поля. Электрическое поле, напряженность которого в каждой точке одинакова по величине и направлению, называется однородным. Силовыми линиями однородного поля являются параллельные прямые, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Из рис. 1.3 видно, что электрическое поле точечного заряда является неоднородным. Электрические поля подчиняются принципу суперпозиции: если в данной точке пространства различные заряды создают электрические поля с напряженностями Е,, и т. д., то вектор напряженности электрического поля в этой точке равен сумме векторов напряженностей всех электрических полей