Электростатика. Электрический заряд. Закон Кулона

или частиц,
характеризующее их способность к электромагнитным взаимодействиям.

Свойства электрического заряда:
1. Существует в двух видах: положительный и отрицательный.
2. Электрический заряд инвариантен
3. Электрический заряд дискретен
4.Электрический заряд аддитивен
5. Электрический заряд подчиняется закону сохранения заряда:
Алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы
остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри данной
системы.

двумя неподвижными точечными зарядами,
находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам q1 и q2, и обратно
пропорциональна квадрату расстояния r между ними:

В векторной форме, сила, действующая на заряд q1 со стороны заряда q2:

электрическими зарядами.

Электростатическое поле описывается двумя величинами: потенциалом
(энергетическая скалярная характеристика поля) и напряженностью
(силовая векторная характеристика поля).

В скалярной форме:

q, находящийся в ее центре:

В случае произвольной поверхности, окружающей n зарядов.

постоянной поверхностной плоскостью

точки 1 в точку 2:

Работа A12 не зависит от траектории перемещения, а определяется только положениями начальной и конечной точек

начальной и конечной точках заряда q:

Потенциальная энергия заряда q0, находящегося в поле заряда q на расстоянии r от него равна

Считая, что при удалении заряда на бесконечность, потенциальная энергия обращается в нуль, получаем:

определяемся потенциальной энергией единичного положительного заряда, помещенного в эту точку.

Например, потенциал поля, создаваемого точечным зарядом q, равен:

работой, совершаемой силами поля, при перемещении единичного положительного заряда из точки 1 в точку 2

Потенциал – физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки поля в бесконечность.

Единица потенциала – вольт (В)

Работу электростатического поля по перемещению заряда q между точками 1 и 2 можно искать как:

электрическое поле, поляризуется, т.е. приобретает дипольный момент

где

– дипольный момент одной молекулы.

Для количественного описания поляризации диэлектрика используется векторная величина – поляризованность – которая определяется как дипольный момент единицы объема диэлектрика.

внешнего поля.

– диэлектрическая восприимчивость вещества, характеризующая свойства диэлектрика (положительная безразмерная величина)

Результирующее поле внутри диэлектрика: