Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона.

Закон сохранения электрического заряда: алгебраическая сумма зарядов, входящих в замкнутую систему не изменяется с течением времени

Закон Кулона: сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна величине этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Эта сила направлена по прямой соединяющей эти заряды

где F — сила взаимодействия точечных зарядов q ₁ и q ₂; r — расстояние между зарядами; e — относительная диэлектрическая проницаемость среды, в которой находятся заряды; e_o — электрическая постоянная.

Относительная диэлектрическая проницаемость среды e показывает, во сколько раз взаимодействие между зарядами ослабляется диэлектрической средой (по сравнению с вакуумом).

 

Напряженность электрического поля. Линии напряженности.

Напряженность электрического поля (в какой либо его точке) представляет собой векторную физическую величину, численно равную силе, действующей на единичный положительный точечный (пробный) заряд, помещенный в данную точку поля.

.

Сила, действующая на точечный заряд q, находящийся в электрическом поле, равна

Напряженность поля, создаваемого системой точечных зарядов (принцип суперпозиции электрических полей),

где E _i — напряженность в данной точке поля, создаваемого i-м зарядом.

Напряженность поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r

.

Линии напряженности (силовые линии электрического поля) представляют собой линии, касательная к которым в каждой точке совпадает с вектором напряженности. Они направлены от положительного заряда к отрицательному. Их густота характеризует напряженность поля в данной его точке.

 

Потенциал электрического поля. Потенциал электрического поля точечного заряда. Эквипотенциальные поверхности.

Потенциал электрического поля представляет собой скалярную физическую величину, численно равную потенциальной энергии единичного положительного точечного (пробного) заряда, помещенного в данную точку поля

.

где П — потенциальная энергия точечного заряда q, находящегося в данной точке поля (при условии, что потенциальная энергия заряда, удаленного в бесконечность, равна нулю).

Потенциальная энергия заряда q в электрическом поле вычисляется по формуле

.

Потенциал, создаваемого системой точечных зарядов (принцип суперпозиции электрических полей), равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых в данной точке поля каждым из зарядов системы:

,

где j _i—потенциал в данной точке поля, создаваемого i-м зарядом.

Потенциал поля, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r

Работа сил поля по перемещению заряда q из точки поля с потенциалом φ ₁ в точку с потенциалом φ ₂

A ₁₂ = q (φ₁ – φ₂).

Эквипотенциальные поверхности – поверхности равного потенциала. Они всегда перпендикулярны линиям напряженности.