Электростатика, ее предмет и основные понятия. Электрический заряд и его свойства

Предметом электростатики является электростатическое поле (ЭСП) - простейший вид (состояние) электромагнитного поля, порождаемый и неразрывно связанный с неподвижными (в данной системе отсчета) электрически заряженными телами, существующий в окружающем их пространстве и проявляющий себя в силовом действии на другие заряженные тела.

Понятие поля было введено в физике для объяснения с позиций концепции близкодействия (непосредственного действия) наблюдаемых в опыте фактов силового действия друг на друга пространственно разнесенных (не соприкасающихся непосредственно) заряженных тел.

Электрический заряд, выступает мерой интенсивности участия тел в электрическом взаимо­действии, обладает следующими характеристиками:

1. Двузначность. Различные заряженные тела могут, как притягиваться, так и отталкиваться при взаимодействии; для объяснения этого факта и было введено представление о наличии в природе электрического заряда двух знаков. Условились заряд элементарных частиц вещества - электрона считать отрицательным, а протона - положительным.

В обычном состоянии тела содержат равное количество протонов и электронов и в целом являются электрически нейтральными. При определенных условиях, например, при трении тел или их облучении, взаимокомпенсация зарядов разного знака может нарушаться, тела электризу­ются, т. е., приобретают ненулевой результирующий заряд того или иного знака.

2. Сохраняемость. При любых изменениях в замкнутой системе тел (не обменивающейся веществом с окружением) полный ее заряд (равный алгебраической сумме зарядов всех ее тел) остается неиз­менным (сохраняется) при любых изменениях, происходящих в системе. Этот закон сохранения электри­ческого заряда является проявлением, конкретизацией философского положения о несотво­римо­сти и неуничтожимости материи и ее атрибутов (неотъемлемых свойств, характеристик), одной из которых и является электрический заряд.

3. Дискретность. Существует наименьшая, неделимая далее порция электрического заряда, равная ± 1,6×10^-19 Кл. Таким элементарным зарядом обладает электрон (со знаком – минус) и протон - со знаком плюс. Единица заряда в СИ - кулон определяется через основную электрическую единицу - ампер - как заряд, переносимый через поперечное сечение проводника постоянным током силой в 1A за одну секунду: 1 Кл = 1 А×1 с.

4. Релятивистская инвариантность, то есть независимость от скорости движения заряженного тела, или, иными словами, независимость от выбора ИСО.

Дата добавления: 2014-01-06