21. Электрический заряд. Его свойства. Закон сохранения электрического заряда.

Электрический заряд - это физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитных взаимодействий.

Единица заряда - [q] кулон.

Электрон имеет электрический заряд равный   Кл, который называется элементарным.

Свойства электрического заряда:

1. Электрический заряд не является знакоопределенной величиной, существуют как положительные, так и отрицательные заряды.

2. Электрический заряд - величина инвариантная. Он не изменяется при движении носителя заряда.

3. Электрический заряд аддитивен.

4. Электрический заряд кратен элементарному q = Ne. Это свойство заряда называется квантованностью.

5. Суммарный электрический заряд всякой изолированной системы сохраняется. Это свойство есть закон сохранения электрического заряда.

 

Закон сохранения электрического заряда - электрические заряды не создаются и не исчезают, а только передаются от одного тела к другому или перераспределяются внутри тела.

21. Закон Кулона. Вид закона Кулона в системе си и сгс.

Точечный заряд – заряженное тело, размерами которого можно пренебречь, по сравнению с расстояниями от этого тела до других тел, несущих электрический заряд. В результате своих опытов (крутильные весы, сила взаимодействия двух заряженных шариков) Кулон пришел к выводу, что сила взаимодействия двух точечных зарядов пропорциональная величине каждого из них и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

k – коэффициент пропорциональности.

Векторный вид заряда Кулона:

В электричестве запись формул зависит от выбора системы единиц (от этого зависят коэффициенты в формулах). Об этом надо помнить и перед использованием формулы, надо выяснить в какой системе единиц она записана.

Существуют:

1. Абсолютная электростатическая система единиц (СГСЭ). В основе этой системы лежит закон Кулона. Надлежащим выбором единицы заряда (учтём, что F и r установлены в механике и измеряются в единицах СГС-системы - динах и см) можно добиться того, чтобы коэффициент пропорциональности в выражении закона Кулона оказался равным единице. Соответствующая единица заряда называется абсолютной электростатической единицей заряда. Она представляет собой такой заряд, который взаимодействует в вакууме с равным ему и находящимся на расстоянии 1 см зарядом с силой в 1 дин.

2. Существует абсолютная электромагнитная система единиц (СГСМ). В основе этой системы лежит закон взаимодействия между проводниками по которым течёт электрический ток.

3. Абсолютной является гауссова система, в которой единицы электрических величин совпадают с единицами СГСЭ-системы, а магнитных величин - с единицами СГСМ-системы.

4. Система единиц СИ. При установлении электрических и магнитных величин исходили из закона взаимодействия токов. Поэтому коэффициент в формуле для закона Кулона отличен от единицы и является размерной величиной. Единица заряда в системе СИ - кулон (Кл). В системе СИ используется рационализованная запись формул. Во многие формулы электродинамики, если записывать их в СГСЭ, СГСМ или гауссовой системе, входят множителями 4 и так называемая электродинамическая постоянная c, равная скорости света в вакууме. Для того, чтобы избавиться от них в практически важных формулах, коэффициенты пропорциональности в законе Кулона полагают равным 1/4₀. Выражение для закона Кулона принимает вид

Видоизменённая подобным образом запись называется рационализованной. Системы единиц, построенные с использованием рационализованных формул, также называются рационализованными. К их числу относится и СИ.

Величину ₀ называют электрической постоянной. Она имеет размерность Ф/м. ₀ = 8,8510^-12Ф/м.