1.Электрический заряд.

Установлено, что все тела в природе способны электризоваться, т.е. накапливать электрический заряды. Существуют два вида заряда условно названные отрицательные и положительные.Экспериментально доказано, что электрические заряды тел дискретны, т.е. равны целому количеству экспериментальных зарядов.

, где N- целое число, е=1,6* - элементарный заряд.Носителем элементарного отрицательного заряда является электрон.Носителем элементарного положительного заряда является протон.Фундаментальный закон природы ЗСЗ: в замкнутой системе электрических зарядов (т.е. системы не обмениваются с внешней средой) алгебраическая сумма зарядов не меняется. По количеству свободных зарядов все тела (вещества) делят на три вида: 1) проводники – обладают высокой концентрацией свобод носителей зарядов, подразделенных на два рода: I рода проводники (металлы, где перенос заряда не сопровождается химическими преобразованиями) II рода проводники (растворы, расплавы – перенос заряда сопровождается химическими преобразованиями); 2) Диэлектрики – практически не обладают свободными зарядами; 3) полупроводники – занимают промежуточное положение.Такое деление вещества весьма условно, т.к. сильно зависит от внешних условий.Единицы эл. заряда является Кулон. Заряд в 1Кл протекает через поперечное сечение проводника по которому идет ток в 1А за 1с.Точечным называется заряд, который накапливается на теле, размеры которого намного меньше расстояния до других зарядов с которыми он взаимодействует.

2.Закон Кулона

Закон взаимодействия точечных зарядов называют законом Кулона: «Сила взаимодействия двух точечных зарядов Q1 и Q2 в вакууме прямо пропорциональна их произведению и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними » (1)

Кулоновские силы являются центральными, т.е. лежат на прямой проходящей через заряды. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются.

В (1) значение коэффициента k зависит от выбора системы измерения, так в СИ , где- электрическая постоянная.

Любые заряды на теле можно разбить на точечные. Однако часто удобнее считать, что заряд распределен непрерывно.

Линейная плотность заряда показывает величину заряда приходящуюся на ед. длины:

Поверхностная плотность заряда

Объемная плотность заряда

3. Напряженность электрического поля

Если в пространство окружающий электрический заряд внести другой заряд, то на него будет действовать сила Кулона т.е вокруг зарядов существует силовое поле. Поля создаваемые электрическими неподвижными зарядамы называются – электростатическими, их изучают с помощью пробных зарядов – это точечный положительный заряд, внесение которого в электростатическое поле не вызывает изменения конфигурации этого поля.

При внесении пробного заряда величиной q в электростатическое поле на него начинает действовать сила Кулона пропорциональная этому пробному заряду.

Отношение этой силы и величине пробного заряда окажется не зависимым от величины пробного заряда и будет являться характеристикой данного электрического поля, называемой напряжённостью:

[Н/кл=В/м]

Используя закон Кулона легко видно, что напряжённостью поля точечного заряда:

r - расстояние от заряда до точки в которой определяется напряжённость поля.

Направление вектора E зависит от заряда, который формирует поле. Для этого мысленно ставим в точку пробный заряд, тогда направление E совпадает с направлением силы Кулона действующей на пробные заряд .

Для наглядности электрические поля можно изображать с помощью силовых линий(линий напряженности), т.е. линий касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора E в этой точке. Силовые линии начинаются на (+) зарядах и заканчиваются на (-). Силовые линии не пересекаются друг с другом.

В случае однородного поля все линии параллельны друг другу.