Электричество и магнетизм

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Это наука о неподвижных зарядах и создаваемых ими силовых полях.
Потому

Электрический заряд

Это особая форма материи.
Вызывает взаимодействие заряженных тел.
Как масса характеризует гравитационное

Свойства заряда:
Бывает + и −;
Дискретен. Заряд любого тела
.

3. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются.

Электроскоп

Зарядить тела – значит разделить положительные и отрицательные заряды, входящие в

Закон Кулона

Установлен в 1875 году на основе опытов с крутильными весами.

Опыт и схема установки Кулона

Сила взаимодействия F двух точечных зарядов пропорциональна произведению
величин зарядов q1

k − коэффициент пропорциональности

Границы применимости закона Кулона

Закон справедлив:
Для точечных зарядов;
Для неподвижных зарядов;

Если заряды взаимодействуют в диэлектрической среде, то

В случае вакуума и воздуха

Напряженность

Всякий заряд создает в пространстве электрическое поле.
Взаимодействие между зарядами осуществляется

Поля, которые создаются неподвижными зарядами, называют электростатическими.

Для исследования поля нужен пробный заряд − такой , который своим

Чем больше пробный заряд, тем больше и действующая на него сила.

Отношение силы, действующей на пробный заряд, к величине этого заряда не

Это отношение называют напряженностью
электростатического поля:

Если , то .

Напряженность электростатического поля в некоторой точке поля равна

Для точечного заряда

По величине

Единица измерения напряженности – вольт на метр (В/м).

С иловые линии

В каждой точке вектор напряженности направлен по касательной к

Густота линий тем больше, чем больше модуль напряженности.

Поле точечного заряда

Это центральное поле.

Поле системы двух разноименных точечных зарядов

Свойства силовых линий:
1. Силовые линии не пересекаются.
2. Имеют начало и конец.

Про такое поле говорят, что оно имеет источники.
Этими источниками являются заряды.
Положительные

Потенциал

Так как электростатическое поле точечного заряда является центральным, то оно является

В каждой точке такого поля пробный заряд обладает потенциальной энергией .

Эта

Но отношение к не зависит от величины пробного заряда. Это отношение

Как определяется с точностью до константы, так и определя-ется с точностью

Если , то .

Потенциал равен потенциальной энергии единичного положи-тельного заряда.

В потенциальном поле работа консервативной силы равна убыли потенциальной энергии.

Перемещая пробный заряд из точки 1 в точку 2 кулоновская сила

Расположим точку 2 на бесконечности. Там .

Поделим на :

Если , то .

Потенциал численно равен работе кулоновских сил по перемещению

Единица измерения потенциала – 1 Вольт (В).

Эквипотенцальные поверхности

Это поверхности равного потенциала.

Поле изображают графически с помощью силовых линий

Потенциал поля точечного заряда

(будет получено далее)

Теорема о циркуляции

В потенциальном поле работа силы по замкнутой траектории равна

Видим, что при обходе меняет знак.