Законы и характеристики электростатических полей

Лекция №1

Одним из важнейших и основных законов, описывающих взаимодействие электростатических полей, создаваемых заряженными телами, является закон Кулона, сформулированный Шарлем Августином Кулоном в 1785 году. Большой вклад в корректную формулировку этого закона внесли М.В.Ломоносов, его друг Рихман, ученый Эпинус и др.

Рис. 1.1. Взаимодействие заряженных тел

Математическая формулировка этого закона выглядит так:

, , (1.1)

где - сила притяжения или отталкивания точечных зарядов и ;
; и - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума и соответственно относительная диэлектрическая проницаемость среды; - вектор расстояния между зарядами, которые полагаются точечными; - модуль расстояния, равный непосредственно расстоянию между зарядами (будем обозначать как );
- единичный вектор в направлении от одного заряда к другому и указывающий на направление действия силы .

По абсолютной величине

, (1.2)

где - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды. Из этой формулы видно, что сила уменьшается пропорционально увеличению площади сферы .

Выбор величины зависит от принятой системы единиц. Здесь используема международная система единиц СИ, в которой за единицу силы принят 1 Ньютон (Н), за единицу длины – 1 метр (м), за единицу заряда – 1 кулон (Кл).

Абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума

, ,

. (1.3)

Заметим, что 1 кулон – это заряд q проходящий за 1 с (секунду) через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А (Ампер). Отметим также, что заряд в 1 кулон, является слишком большой величиной и реально небольшое тело им зарядить невозможно.

Дата добавления: 2014-01-20