Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона

Электрические заряды взаимодействуют между собой, т.е. одноименные заряды взаимно отталкиваются, а разноименные при­тягиваются. Силы взаимодействия электрических зарядов определяются законом Кулона и направлены по прямой линии, соединяю­щей точки, в которых сосредоточены заряды.

Согласно закону Кулона, сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению количеств электричества в этих зарядах, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды:

где F— сила взаимодействия зарядов, н (ньютон),

q₁, q₂, — количество электричества каждого заряда, к (кулон),

r— расстояние между зарядами, м,

e_a— абсолютная диэлектрическая проницаемость среды (ма­териала); эта величина характеризует электрические свой­ства той среды, в которой находятся взаимодействующие заряды.

В Международной системе единиц (СИ) e_a измеряется в (ф/м). Абсолютная
диэлектрическая проницаемость среды

где e₀ — электрическая постоянная, равная абсолютной диэлек­трической проницаемости вакуума (пустоты). Она равна 8,86•10^-12 ф/м.

Величина e, показывающая, во сколько раз в данной среде элек­трические заряды взаимодействуют между собой слабее, чем в вакууме (табл. 1), называется диэлектрической проницаемостью.

Величина e есть отношение абсолютной диэлектрической прони­цаемости данного
материала к диэлектрической проницаемости вакуума:

Для вакуума e=1. Диэлектрическая проницаемость воздуха практически равна единице.

На основании закона Кулона можно сделать вывод, что боль­шие электрические заряды взаимодействуют сильнее, чем малые. С увеличением расстояния между зарядами сила их взаимодей­ствия значительно слабее. Так, с увеличением расстояния между зарядами в 6 раз уменьшается сила их взаимодействия в 36 раз. При сокращении расстояния между зарядами в 9 раз увеличивает­ся сила их взаимодействия в 81 раз. Взаимодействие зарядов также зависит от материала, находящегося между зарядами.

Дата добавления: 2015-05-06