 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Электростатическое поле
|
|
Общие положения электростатики. Закон Кулона
Электростатика изучает свойства и взаимодействие неподвижных зарядов. Фундаментальным свойством электрических зарядов является существование их в двух видах. Одни условно считаются положительными, другие – отрицательными.
Электричество имеет атомную (дискретную) структуру, то есть заряд любого тела 
, где N = 1, 2, 3,…- целое число, |е| =1,6.10-19 Кл – элементарный заряд.
Носителем элементарного отрицательного заряда является электрон. Любое тело содержит огромное количество элементарных заряженных частиц (отрицательных – электронов, положительных – протонов). Все тела электрически нейтральны. Электризация основана на перераспределении зарядов. Заряды не исчезают и не появляются вновь. В этом состоит суть фундаментального закона природы – закона сохранения заряда.
Заряженные тела, размеры которых много меньше, чем расстояния до них, называются точечными зарядами. Заряженные тела взаимодействуют. Мера этого взаимодействия – сила – определяется экспериментально установленным законом Кулона: сила электрического взаимодействия между двумя точечными зарядами в вакууме прямо пропорциональна произведению величин зарядов Q 1 и Q 2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними
. (1)
Сила 
направлена по линии, соединяющей заряды (рисунок 1), поэтому в векторной форме закон Кулона запишется так
. (2)
Коэффициент k зависит от выбора системы единиц измерения величин, входящих в формулу (1).
В СИ 
, где e0 = 8,85.10-12 Ф/м – электрическая постоянная.
При 
или 
векторы и 
параллельны, что соответствует взаимному отталкиванию; при 
или 
векторы 
и антипараллельны, что соответствует взаимному притяжению. Если тела нельзя считать точечными, то для расчета силы взаимодействия их разбивают на элементы (записывают закон Кулона для каждой пары элементов) и векторно суммируют силы для каждой пары элементов.
.
В частности, для тел сферической формы с равномерно распределенными зарядами в результате такого суммирования получается формула (2).
Сила взаимодействия заряженных тел зависит от свойств среды, в которой находятся тела. Величина e, характеризующая электрические свойства среды, называется диэлектрической проницаемостью среды. С учетом свойств среды закон Кулона записывается в виде
. (3)
Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 517 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
