Вопрос №1

Электрическому заряду присущи следующие фундаментальные свойства:

1. Заряд существует в двух видах- положительный и отрицательный

2. В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется во времени (закон сохранения заряда)

3. Электрический заряд является релятивистским инвариантом- его величина не зависит от системы отсчета, а значит, не зависит от скорости заряженной частицы

4. Единица измерения заряда в системе СИ- Кулон. Элементарный заряд е= 1.60 ^-19 Кл

Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

Закон сохранения заряда выполняется абсолютно точно. На данный момент его происхождение объясняют следствием принципа калибровочной инвариантности^[1][2]. Требованиерелятивистской инвариантности приводит к тому, что закон сохранения заряда имеет локальный характер: изменение заряда в любом наперёд заданном объёме равно потоку заряда через его границу. В изначальной формулировке был бы возможен следующий процесс: заряд исчезает в одной точке пространства и мгновенно возникает в другой. Однако такой процесс был бы релятивистски неинвариантен: из-за относительности одновременности в некоторых системах отсчёта заряд появился бы в новом месте до того, как исчез в предыдущем, а в некоторых — заряд появился бы в новом месте спустя некоторое время после исчезновения в предыдущем. То есть был бы отрезок времени, в течение которого заряд не сохраняется. Требование локальности позволяет записать закон сохранения заряда в дифференциальной и интегральной форме.

Элемента́рный электри́ческий заря́д — минимальная порция (квант) электрического заряда. Равен приблизительно 1,602 176 565(35)·10⁻¹⁹ Кл^[1] в системе СИ (и 4,803·10⁻¹⁰ ед. СГСЭ в системе СГС). Тесно связан с постоянной тонкой структуры, описывающей электромагнитное взаимодействие.

Вопрос №2

Электрический диполь — система двух равных по модулю разноименных точечных зарядов ( ), расстояние   между которыми значительно меньше расстояния до рассматриваемых точек поля. Плечо диполя — вектор  , направленный по оси диполя (прямой, проходящей через оба заряда) от отрицательного заряда к положительному и равный расстоянию между зарядами. Электрический момент диполя (дипольный момент): . Напряженность поля диполя в произвольной точке (согласно принципу суперпозиции): где   и   — напряженности полей, создаваемых соответственно положительным и отрицательным зарядами. Напряженность поля диполя на продолжении оси диполя в точке А: . Напряженность поля диполя на перпендикуляре, восставленном к оси из его середины в точке B: .

Вопрос № 3. Закон Кулона. Сила взаимодействия между двумя диполями.

Закон Кулона - сила взаимодействия точечных зарядов в вакууме пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

K– коэффициент пропорциональности, зависящий от системы единиц.

Кулона закон, один из основных законов электростатики, установлен Ш. Кулоном в 1785 опытным путём с помощью изобретённых им крутильных весов.Закон Кулона в основных чертах подобен закону всемирного тяготения Ньютона, в соответствии с которым все тела притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной произведению их масс, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и направленной вдоль прямой, соединяющей эти тела.При всей внешней схожести формулировок этих законов между ними имеются серьезные различия.        Качественное различие заключаются в том, что заряженные тела притягиваются или отталкиваются – в зависимости от знаков их зарядов, тогда как между массами существует только гравитационное притяжение.

Рассмотрим возможные силы взаимодействия между двумя диполями.

Если два диполя расположены на одной прямой и одинаково ориентированы то они притягиваются с силой обратно пропорциональной третьей степени расстояния между ними, установка диполей в "хвост". Аналогичная сила действует между двумя противоположно направленными диполями, расположенными на параллельных прямых, на кратчайшем расстоянии друг от друга. В обоих случаях они ориентируются так, чтобы энергия системы стала минимальной.