- •Электричество и магнетизм - учение об электромагнитном взаимодействии и поле
- •Электростатика, ее предмет и основные понятия. Электрический заряд и его свойства.
- •Закон Кулона. Характер сил электростатического взаимодействия точечных зарядов и основные характеристики и уравнения электростатического поля.
- •Форма закона Кулона
- •Методы расчета основных характеристик электростатического поля.
- •Использование закона Кулона и принципа суперпозиции для расчета напряженности эсп электрического диполя.
- •А) Напряженность эсп диполя в точках вдоль его ocи.
- •Б) Напряженность эсп диполя в точках на срединном перпендикуляре к его оси.
- •2. Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчету характеристик эсп симметричных, равномерно заряженных тел.
- •А ) сфера
- •Б) бесконечно длинная прямолинейная нить (цилиндр).
- •В) бесконечная равномерно заряженная плоскость.
- •Г) конденсатор (плоский).
- •Внешние проявления эсп. Взаимодействие эсп с вещественными средами.
- •Сила и ее работа при действии на точечный заряд. Энергия заряженного проводника. Энергия взаимодействия зарядов.
- •Момент силы и его работа при действии эсп на электрический диполь.
- •Взаимодействие эсп с диэлектриками. Полярные и неполярные диэлектрики. Поляризация. Поляризованность (вектор поляризации). Диэлектрическая проницаемость.
- •Теорема Остроградского - Гаусса для диэлектрика. Граничные условия.
- •Взаимодействие эсп с проводящими средами.
- •Электроемкость проводника. Конденсаторы.
- •Энергия заряженного конденсатора и проводника. Объемная плотность энергии эсп.
- •Сторонние силы. Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи. Эдс, напряжение и разность потенциалов.
Электростатика, ее предмет и основные понятия. Электрический заряд и его свойства.
Предметом электростатики является электростатическое поле (ЭСП) - простейший вид (состояние) электромагнитного поля, порождаемый и неразрывно связанный с неподвижными (в данной системе отсчета) электрически заряженными телами, существующий в окружающем их пространстве и проявляющий себя в силовом действии на другие заряженные тела.
Понятие поля было введено в физике для объяснения с позиций концепции близкодействия (непосредственного действия) наблюдаемых в опыте фактов силового действия друг на друга пространственно разнесенных (не соприкасающихся непосредственно) заряженных тел.
Электрический заряд, выступает мерой интенсивности участия тел в электрическом взаимодействии, обладает следующими характеристиками:
1. Двузначность. Различные заряженные тела могут, как притягиваться, так и отталкиваться при взаимодействии; для объяснения этого факта и было введено представление о наличии в природе электрического заряда двух знаков. Условились заряд элементарных частиц вещества - электрона считать отрицательным, а протона - положительным.
В обычном состоянии тела содержат равное количество протонов и электронов и в целом являются электрически нейтральными. При определенных условиях, например, при трении тел или их облучении, взаимокомпенсация зарядов разного знака может нарушаться, тела электризуются, т. е., приобретают ненулевой результирующий заряд того или иного знака.
2. Сохраняемость. При любых изменениях в замкнутой системе тел (не обменивающейся веществом с окружением) полный ее заряд (равный алгебраической сумме зарядов всех ее тел) остается неизменным (сохраняется) при любых изменениях, происходящих в системе. Этот закон сохранения электрического заряда является проявлением, конкретизацией философского положения о несотворимости и неуничтожимости материи и ее атрибутов (неотъемлемых свойств, характеристик), одной из которых и является электрический заряд.
3. Дискретность. Существует наименьшая, неделимая далее порция электрического заряда, равная 1,610-19 Кл. Таким элементарным зарядом обладает электрон (со знаком – минус) и протон - со знаком плюс. Единица заряда в СИ - кулон определяется через основную электрическую единицу - ампер - как заряд, переносимый через поперечное сечение проводника постоянным током силой в 1A за одну секунду: 1 Кл = 1 А1 с.
4. Релятивистская инвариантность, то есть независимость от скорости движения заряженного тела, или, иными словами, независимость от выбора ИСО.