Электрические заряды и их свойства. Закон Кулона.
Электрические заряды и их свойства. Закон Кулона.
Сущ. 2 рода эл. зарядов: + и -.
q – электр. заряд (скаляр). [q]=1 Кулон=1 Кл.
Электр. заряды сущ. в виде элемент. заряж. частиц.
Элемент. заряд: 
Кл.
Св-ва электр. зарядов:
1) электр. заряд дискретен (любой заряд есть совок-ть элемент. зарядов). 
2) электр. заряд есть величина релятивистски-инвариантная (т.е.величина заряда не зависит от того, движется тело или покоится)
3) электр. заряды взаимодействуют. Одноим. отталкиваются, разноим. притягиваются.
4) закон сохр. электр. заряда: алгебр. сумма электр. зарядов люб. замкн. системы остается неизм., какие бы процессы не происходили внутри системы, т.е.: q1+q2+…+qn=const.
Точечный заряд – заряженное тело, размеры кот. весьма малы по сравнению с расстоянием до др. зарядов.
На практике имеем дело с телами, у которых заряд распределен непрер. по длине, поверхности, объему. Введем понятие плотности заряда:
1) линейн. плотность 
, [ 
1 Кл/м, для равном. распр. заряда: 
2) поверхн. плотность 
, [ 
]=1 Кл/ 
3) объёмная плотность 
, [ 
,
dl,ds,dv – физически беск. малые: отрезок, площадь, объем.
Закон Кулона: 
(только для точечн. электр. зарядов).
– коэф-т пропорц-ти, 
– электр. постоянная,
Закон кулона для случая среды: 
, где 
– относит. диэлектр. проницаемость среды. 
(кроме вакуума и воздуха 
).
Электр. поле в вакууме. Напряженность поля.
Электр. поле материально. Основным св-вом электр. поля явл. то что на люб. др. заряд, помещенный в поле, действ. сила. В этом заключ. физич. механизм взаимод-я электр. зарядов. Рассм. поле точечного заряда:
Если в А поместить еще заряд ( 
): 
Для точки А: 
– напряженность поля
Напряженность(вект. величина)– силовая кол-венная хар-ка поля, численно равная силе, действующей на единичный положит. заряд.
Вектор Е совпад. с вектором F, действующей на q
1) 
>0: 
, 2) <0: 
Формула для расчета Е одного точечн. заряда q: , 
, 
– напряженность поля точечного заряда
Принцип суперпозиции: Если электр. поле создается системой зарядов, то напряженность результирующего поля равна векторной сумме напряженности полей, создаваемых кажд. зарядом системы в частности: 
.
Если заряд распределен по телу непрерывно то: 
Теорема Остроградского-Гаусса и её применения для расчета поля
Тh. Поток вектора Е электрост. поля ч-з люб. замкн. поверхн. равен алгебраич. сумме зарядов, заключ. внутри данной поверхн. раздел. на электр. пост. 
. 
= 
Пример 1.Равном. заряж. сфера R.
1) вне сферы ( 
>r), =
Алгоритм:
1: выбираем замкн. поверхность в виде сферы радиуса r
2: укажем направление вектора 
3: проведем вектор внешней нормали 
= 
=| 
↑↑ 
, 
=Е|= 
=E 
=E*S => =E*S
S=4 
, 
= 
, E4 = 
=> E= 
=> E=k 
напряж. вне сферы
2) внутри сферы (r<R). =
=0 => Eв=0 напряж. внутри сферы
3) на поверхности (r=R). 
=0 – от центра к т. R. = k 
- извне
Пример 2. Объемно заряженный шар
1) внутри шара (r<R)
= , =E*S
S=4 
r2, =ρ 
=ρ* 
r3
E4 r2= 
ρr - напряжение поля внутри шара
2) вне шара (r>R), E= k
3) 
= ρ* 
= ρ* 
, E=k 
= ρ 
= ρR - на поверхности
Пример 3. Равномерно заряж. 
плоскость.
= , в качестве замкнутой поверхн. выбираем цилиндр.
= 
+ 2 
= 
= | 
En2=0|=0
= 
= = E*Sосн
=2*E* Sосн, = 
* Sосн
2*E* Sосн= 
=> E= 
однор. поле
Электрические заряды и их свойства. Закон Кулона.
Сущ. 2 рода эл. зарядов: + и -.
q – электр. заряд (скаляр). [q]=1 Кулон=1 Кл.
Электр. заряды сущ. в виде элемент. заряж. частиц.
Элемент. заряд: Кл.
Св-ва электр. зарядов:
1) электр. заряд дискретен (любой заряд есть совок-ть элемент. зарядов).
2) электр. заряд есть величина релятивистски-инвариантная (т.е.величина заряда не зависит от того, движется тело или покоится)
3) электр. заряды взаимодействуют. Одноим. отталкиваются, разноим. притягиваются.
4) закон сохр. электр. заряда: алгебр. сумма электр. зарядов люб. замкн. системы остается неизм., какие бы процессы не происходили внутри системы, т.е.: q1+q2+…+qn=const.
Точечный заряд – заряженное тело, размеры кот. весьма малы по сравнению с расстоянием до др. зарядов.
На практике имеем дело с телами, у которых заряд распределен непрер. по длине, поверхности, объему. Введем понятие плотности заряда:
1) линейн. плотность , [ 1 Кл/м, для равном. распр. заряда:
2) поверхн. плотность , [ ]=1 Кл/
3) объёмная плотность , [ ,
dl,ds,dv – физически беск. малые: отрезок, площадь, объем.
Закон Кулона: (только для точечн. электр. зарядов).
– коэф-т пропорц-ти, – электр. постоянная,
Закон кулона для случая среды: , где – относит. диэлектр. проницаемость среды. (кроме вакуума и воздуха ).