Закон Кулона, закон сохранения электрического заряда. Напряженность

Электрическое поле и его характеристики.

Процессы испарения и кипения используются в холодильных установках.

Электрический заряд – физическая величина, характеризующая свойство тел вступать в электростатические взаимодействия. В СИ выражается в кулонах (Кл); обозначается буквой q. Существуют два вида электрических зарядов: положительный и отрицательный. Одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименно заряженные- притягиваются.(рис1).

Рис.1 рис.2. рис 3.

Элементарный заряд – минимальная порция заряда, которая может переноситься с одного тела на другое. Обозначается буквой e и равен 1,6·10^–19 Кл.

Атомы состоят из ядер и электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и не имеющие заряда нейтроны. Электроны несут отрицательный заряд. Количество электронов в атоме равно числу протонов в ядре, поэтому в целом атом нейтрален.

Заряд любого тела: q = ±Ne, где е = 1,6*10 ^-19 Кл - элементарный или минимально возможный заряд (заряд электрона), N - число избыточных или недостающих электронов

При электризации твердых тел происходит перемещение электронов, входящих в состав атомов любых тел, с одного тела на другое.

Если два заряженных металлических шарика одинакового размера, привести в соприкосновение, то заряд распределится поровну между двумя шарами.

Сохранение числа протонов и электронов на соприкасающихся телах объясняет з акон сохранения заряда:

в электрически замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов не меняется:

q ₁ + q ₂ +... + q_n = q '₁ + q '₂ +... + q ' _n,

где q_n и q ' _n – заряды n -го тела системы до и после взаимодействия его с другими телами системы

Точечный заряд – заряженное тело, размерого в данных условиях можно пренебречь.

Закон Кулона. Модуль силы взаимодействия F ₁₂ между двумя неподвижными точечными электрическими зарядами q ₁ и q ₂ в вакууме пропорционален произведению этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния R ₁₂ между ними.

где k = 9·10⁹ Н·м²/Кл² – коэффициент пропорциональности,

Электрическое поле – это особый вид материи, основным свойством которого является действие на электрические заряды.

Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда q:

Единица в СИ – Н/Кл или В/м.

Силовые линии электрического поля- это линии, касательная в каждой точке которой совпадает с направлением вектора напряженности.. Силовые линии начинаются на положительных зарядах, а заканчиваются на отрицательных зарядах(рис2).

Принцип суперпозиции полей. Если в данной точке пространства поле создается несколькими зарядами – источниками поля, например их число равно N, то суммарная напряженность поля равна векторной сумме напряженностей полей, созданных каждым зарядом – источником(рис3):

Напряженность поля точечного заряда q на расстоянии r от него равна:

Потенциальная энергия заряда в однородном электростатическом поле равна:

Потенциал - отношение потенциальной энергии заряда в поле к величине этого заряда:

Потенциал однородного поля равен

Потенциал точечного заряженного тела равен

Работа поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ₁ в точку с потенциалом φ₂ рассчитывается по формуле

Величина называется разностью потенциалов или напряжением, измеряется в вольтах(В).

Напряжение или разность потенциалов между двумя точками - это отношение работы электрического поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда:

U=A/q

[U]=1Дж/Кл=1В

Связь между напряженностью электрического поля и напряжением:

Дата добавления: 2014-01-04