Электрического заряда. Закон Кулона

Электрический заряд. Закон сохранения

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

Уравнения Максвелла.

Электромагнитная индукция.

Магнитное поле в веществе.

Магнитостатика.

Магнетизм

Магнитное взаимодействие постоянных токов. Вектор

магнитной индукции. Закон Ампера. Сила Лоренца. Движение

зарядов в электрических и магнитных полях. Закон Био-

Савара-Лапласа. Теорема о циркуляции (закон полного тока).

Магнитное поле и магнитный дипольный момент

кругового тока. Намагничение магнетиков. Напряженность

магнитного поля. Магнитная проницаемость. Классификация

магнетиков.

Феноменология электромагнитной индукции. Правило

Ленца. Уравнение электромагнитной индукции. Самоиндук-

ция. Индуктивность соленоида. Работа по перемещению

контура с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля.

Система уравнений Максвелла в интегральной форме и

физический смысл входящих в нее уравнений.

Электростатика изучает свойства и взаимодействие

обладающих электрическим зарядом тел и частиц.

В природе существуют два типа электрических

зарядов: положительные и отрицательные. Электрический

заряд любого тела дискретен, т.е. кратен элементарному

электрическому заряду е (e  1,6 10 19 Кл). Электрон и

протон являются соответственно носителями элементарных

отрицательного и положительного зарядов.

Электронейтральность тел и систем объясняется равным

количеством положительно и отрицательно заряженных

частиц в них. Отрицательный заряд у тел объясняется избы-

точным количеством электронов в них по сравнению с числом

протонов, а положительный – их недостатком.

Распределение макроскопического заряда в пространстве

характеризуется введением понятия объемной , поверхност-

ной  и линейной  плотности:

dV

  dq;

dS

  dq;

d 

  dq, (1.1)

где dq – заряд, заключённый соответственно в объёме dV, на

поверхности dS и длине dl.

В случае неоднородного распределения заряда, вели-

чина q находится путём интегрирования соответствующей

плотности:

 

V

q  dV;  

S

q  dS;  

L

q  d . (1.2)

Все изменения в макро- и микромире происходят с

соблюдением закона сохранения электрического заряда,

согласно которому в изолированной системе алгебраическая

сумма зарядов всех частиц остается неизменной

q q q const n  ...   1 2. (1.3)

Наличие у тела электрического заряда проявляется во

взаимодействии его с другими заряженными телами. Разно-

именные заряды притягиваются, одноименные – отталкива-

ются. Основным законом электростатики является закон

Кулона, который определяет силу взаимодействия точечных

зарядов. Точечным называется заряд, сосредоточенный на

теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы по

сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с

которыми он взаимодействует.

Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных

точечных зарядов в вакууме (воздухе) прямо пропорцио-

нальна произведению модулей зарядов 1 q и 2 q и обратно

пропорциональна квадрату расстояния r между ними

1 2

r

q q

F k



 , (1.4)

где k – коэффициент пропорциональности, величина которого

зависит от выбора системы единиц; 9 2 2

0 k 1 4   910 Нм Кл,

здесь 12

0   8,8510 Ф м – электрическая постоянная.

В векторной форме закон Кулона имеет вид

r

r

F q q  





  3

1 2

0 4



, (1.5)

где r – вектор, проведенный от одного заряда к другому и

имеющий направление к тому из зарядов, к которому прило-

жена сила (рис.1.1).

Силы кулоновского взаимодействия являются централь-

ными, т.е. направлены вдоль прямой, соединяющей центры

зарядов.

Дата добавления: 2014-01-05