Электростатика. Теория. Электрический заряд – физическая величина, которая характеризует интенсивность электрических взаимодействии. q – электрический заряд или количество электричества. Единица измерения – 1 Кл (Кулон) В природе существует два рода заряда: положительный и отрицательный. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются. Минимальный электрический заряд, который существует в природе называют, элементарным: е = 1,6· 10-19 Кл. Элементарным положительным зарядом обладает протон, а элементарным отрицательным зарядом обладает электрон. Закон сохранения заряда: В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остается неизменной. Закон Кулона: Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстоянию между ними: где, k-коэффициент пропорциональности; В системе СИ q1 q 2 F k . 2 r 1 н м2 9 10 9 k= . ε0 – электрическая постоянная и равна ε0= 8,85·102 40 Кл 12 Ф/м Закон Кулона для зарядов находящихся в в диэлектрике (среде) q1 q 2 имеет вид: где ε – диэлектрическая проницаемость среды. Это величина, F k . показывающая во сколько раз сила взаимодействия между зарядами в r2 данной среде меньше, чем в вакууме. Вокруг каждого электрического заряда существует электрическое поле. Электрическое поле – особый вид материи, через которое осуществляется электрические взаимодействия, и обладающий определенными свойствами. Главным свойством электрического поля является – его действие с некоторой силой на помещенный в него заряд. Основной силовой характеристикой является напряженность. Напряженность – это физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на помещенный в него заряд. В F Единица измерения напряженности: 1 ; E м q Напряженность электрического поля точечного заряда равна: q если q > 0 если q < 0. + Еk q . r2 А ЕА ЕВ B Принцип суперпозиции: Если в данной точке пространства различные заряженные тела создают электрические поля с напряженностями Е1 , Е 2 , Е3 и т.д. то вектор напряженности результирующего электрического поля равен геометрической сумме векторов напряженностей всех электрических полей: Е Е1 Е2 ... Еп 1 Графически электрические поля изображаются с помощью силовых линии электрического поля. Силовые линии – это линии, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором напряженности. Электрическое поле положительного точечного заряда. + Работа сил электрического поля по перемещению заряда из одной точки в другую не зависит от формы траектории. d - расстояние А = q E d. Работа электростатических сил по любой замкнутой территории равна 0. Такие поля называются потенциальными. (Гравитационное поле тоже потенциальное.) Потенциалом электростатического поля в данной точке называется скалярная величина, равная отношению потенциальной энергии заряда, помещенного в эту точку , к этому заряду. W = E q d - потенциальная энергия заряда. φ = W Eqd Ed . Единица q q измерения потенциала 1 В (Вольт). Работа сил поля по перемещению заряда q0 из точки 1 в точку 2 равна: А = (W1 – W2) = q0 (φ1-φ2). U = φ1-φ2 – разность потенциалов или напряжение (разность значении потенциала в начальной и конечной точках.) А U= . q Потенциал электрического поля точечного заряда равна: q k r . Физическая величина, равная отношению заряда одной из пластинок к разности потенциалов между обкладками конденсатора, называется электроёмкостью. q С= . U С – электроёмкость. Единица измерения – 1 Ф.(Фарада) Конденсатор – система из двух проводников, разделенных диэлектриком. Электроёмкость плоского конденсатора равна : S – Площадь одной из обкладок. С 0 S d . d –расстояние между обкладками. Энергия электрического поля : W= СU 2 . 2 2