1.1. Електричний заряд. Електромагнітне поле

Заряд частинки - це кількісна міра її здатності до електромагнітної взаємодії. Електрич­ний

заряд елементарних частинок матерії є фізичною скалярною величиною, що характеризує

властивість їх обопільного відштовхування та при­тягання з силою, значно більшою від сили

гравітаційної взаємодії. При цьому слід ураховувати, що електрони і протони - дві групи елект­ричних

елементарних частинок з протилежними властивостями. Частинки однієї групи відштовхуються, а різних

груп - притягуються. Якщо під час роз­гляду явища враховують тільки електричні властивості електронів

і прото­нів, їх називають елементарними зарядами. Якщо тіло містить однакову кількість рівномірно

розподілених електро­нів і протонів, то відносно зовнішнього простору воно нейтральне. Електричний заряд

тіла - це фізична скалярна величина, що характери­зує стан тіла стосовно надлишку чи нестачі зарядів

будь-якого знака. Заряд тіла є кількісною харак­теристикою його здатності до електромагнітної взаємодії.

1.2 Загальна характеристика магнітного поля

Елементарні електричні заряди, що безперервно рухаються, завжди ото­чені матеріальним фізичним

полем, яке забезпечує їх взаємодію й об'єднує в різноманітні системні утворення. Це фізичне поле

назвали електромаг­нітним. Електромагнітне поле є об'єктивно існуючим різновидом матерії, яке мас

певні властивості. Деякі з них: маса, енергія, кількість руху - мають такі самі властивості, що і частинки

матерії. Механічна дія на електричний заряд - основний вияв електромагнітно­го поля, яке має досить

складну природу. У різних умовах воно може ви­являтися неоднаково, що враховано в його повному

визначенні. Електромагнітне поле - один із видів матеріального поля, одна з форм руху матерії, це

матеріальний фізичний процес, що відбувається у прос­торі та часі і виявляється своєю дією на

електричний заряд; характеризу­ється наявністю в одному й тому ж просторі нерозривно

пов'язаних між собою електричного та магнітного полів.

1.3 Електричне поле. Напруженість електричного поля

Електричне поле - одна із форм електромагнітного поля. Воно виявляє себе через механічну дію на

пробний, нерухомий відносно спостерігача електричний заряд, розташований у полі. Ураховуючи, що

сила лінійно залежить від значення пробного заряду, характеристикою поля в точці природно

вважати відношення сили до пробного заряду, який вважають додатним: =/Q₀ . Цю векторну величину

Е назвали напруженістю електричного поля. Напруженість електричного поля - це фізична

векторна величи­на, що є силовою характеристикою електричного поля в даній точці і об­числюється

як відношення механічної сили, яка діє на нерухомий позити­вний пробний заряд, розміщений

в цій точці, до значення заряду, за умо­ви наближення останнього до нуля.

1.4 Закон Кулона

Взаємодія точкових електри­чних зарядів описується експе­риментально встановленим законом

Кулона, який стверджує: 1. Заряди одного знака відштовхуються, різних знаків - притягуються.

2. Сила взаємодії зарядів пропорційна до значень цих зарядів. 3. Сила взаємодії зарядів

обернено пропорційна квадрату відстані між ними. 4. Напрям сили взаємодії зарядів

збігається з лінією, що їх з'єднує (рис. 1.2). 5. Сила взаємодії зарядів залежить від

властивостей середовища, в якому вони розташовані. Ці положення записують формулою:

. Cилу відштовхування умовно вважають додатною. Коефіцієнт к

визначається вжи­тою системою одиниць та раціо­нальністю наступних електротех­нічних формул.

У системі СІ його значення дорівнює 1/4. ТомуУ формулюванні закону

зазначено відстань між зарядами і те, що напрям сили взаємодії збігається з лінією, яка з'єднує

заряди. Це свідчить, що закон Кулона справедливий лише для точкових зарядів.

Точковими вважають заря­ди, розміри яких досить малі порівняно з відстанями між ними.