Электрический заряд и его св-ва.З-н сох-ния электричеч. Заряда.З-н Кулона.Диэлектрическа проницаенмость и ее физический смысл

В основе всего разнообразия явлений природы лежат четыре фундаментальных взаимодействия между элементарными частицами

-гравитационное,

-электромагнитное,

-слабое,

-сильное.

Электрический заряд – носитель электромагнитного взаимодействия.

Фундаментальные свойства зарядов

1. Электрический заряд может быть двух типов: положительный (при трении кожи о стекло) и отрицательный (при трении меха с эбонитом). Тела, имеющие электрические заряды одного знака, отталкиваются друг от друга, тела с зарядами противоположных знаков – притягиваются.

2. Носителями электрического заряда являются заряженные элементарные частицы с элементарным зарядом (Кулон – единица электрического заряда в СИ)

протон – носитель положительного заряда (+e), (m_p=1,67×10^-27 кг);

электрон – носитель отрицательного заряда (–e), (m_e=9,11×10^-31 кг).

Заряд любого другого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда.

3. Фундаментальный закон сохранения электрического заряда (выполняется в любых процессах рождения и уничтожения элементарных частиц): в любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется.

4. Электрический заряд является релятивистcки инвариантным: его величина не зависит от системы отсчета, а значит, не зависит от того, движется он или покоится.

Итак, зарядить тело положительно – значить отнять у него определенное число электронов, а зарядить отрицательно – сообщить телу определенное число лишних электронов. Отметим, что заряды тел порядка 1 нКл = 10^-9 Кл можно считать уже весьма значительными. Для того чтобы тело имело такой заряд, число электронов в нем должно отличаться от числа протонов

Классификация тел в зависимости от концентрации свободных зарядов

Проводники (тела со свободным перемещением зарядов по всему объему);

Проводники I рода – металлы (заряды перемещаются без химических превращений);

Проводники II рода – электролиты (перемещение зарядов сопровож­дает­ся химическими превращениями);

-Полупроводники (тела с ограниченным перемещением зарядов);

-Диэлектрики (тела, в которых практически отсутствуют свободные заряды);

Единица электрического заряда Кулон – производная от единицы силы тока, это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с (1Кл=1А×1с).

2. Закон Кулона.

Диэлектрическая проницаемость и ее физический смысл

Закон Кулона – закон о взаимодействии точечных зарядов: сила взаимодействия F двух неподвижных точечных зарядов q₁ и q₂ в вакууме направлена вдоль линии, соединяющей оба заряда, прямо пропорциональна величинам этих зарядов и обратно пропор­ци­ональна квадрату расстояния между ними:

где k – коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц измерения. В системе СИ, - электрическая постоянная.Сила F называется кулоновской силой, она является силой притяжения, если заряды имеют разные знаки (рис.1), и силой отталкивания, если заряды одного знака. Если электрические заряды поместить внутрь диэлектрика, то сила электрического взаимодействия уменьшается в соответствии с выражением:

где - диэлектрическая проницаемость среды, показывающая, во сколько раз сила взаимодействия точечных зарядов в диэлектрике меньше силы их взаимодействия в вакууме.

Дата добавления: 2015-04-24