Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда

Закон сохранения электрического заряда.

В природе существуют два рода электрических зарядов: положительные и отрицательные. Положительные заряды возникают на стекле, натертом кожей, отрицательные – на янтаре или эбоните, натертых шерстью. Разноименные заряды притягиваются, одноименные – отталкиваются. Электрический заряд любой системы состоит из целого числа элементарных зарядов равных 1,6 10^-19 Кл. Отрицательный элементарный заряд имеет электрон, масса которого 9,11 10^{-31 кг. Наименьшая по массе частица с положительным элементарным зарядом –протон, ядро атома водорода. Масса протона – 1,67 10-27кг}.

Античастица позитрон имеет такую же массу как и электрон и положительный элементарный заряд.

Система тел или частиц называется электрически изолированной, если между ней и внешними телами нет обмена электрическими зарядами.

Из обобщения опытных данных установлен фундаментальный закон сохранения электрического заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов, образующих электрически изолированную систему, не изменяется при любых процессах, происходящих в этой системе.

В системе могут образоваться электроны за счет ионизации атомов и молекул. Однако, сколько образуется электронов – столько и положительных ионов, и сумма зарядов остается постоянной.

Сила взаимодействия неподвижных электрических зарядов подчиняется закону, открытому в 1785 году Кулоном.

Сила электростатического взаимодействия двух точечных зарядов, находящихся в вакууме, прямо пропорциональна произведению этих зарядов, обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними и направлена вдоль соединяющей их прямой.

Точечным зарядом называется заряд, расположенный на теле, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями до других заряженных тел

,

где - коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц. В системе СИ , = 8,85 10^-12 Кл²/Нм² - электрическая постоянная, =9 10⁹ Нм² /Кл², - заряды, расстояние между зарядами.

Если заряды взаимодействуют в однородной изотропной среде, то закон Кулона имеет вид

,

где - безразмерная величина, диэлектрическая проницаемость среды, показывающая во сколько раз сила взаимодействия между зарядами в среде меньше силы взаимодействия в вакууме,. Для вакуума = 1.

Дата добавления: 2014-01-04