Электрический заряд

Электростатика – раздел учения об электричестве, изучающий взаимодействие неподвижных электрических зарядов и свойства постоянного электрического поля.

Электрический заряд – это внутреннее свойство тел или частиц, характеризующее их способность к электромагнитным взаимодействиям. Единица электрического заряда – кулон (Кл) –электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока 1 ампер за время 1секунда. Существует элементарный (минимальный) электрический заряд e = 1,6.10-¹⁹ Кл. Носитель элементарного отрицательного заряда – электрон. Его масса m_e=9,1110-³¹ кг. Носитель элементарного положительного заряда – протон. Его масса m_p=1,67-10^–27 кг.

Фундаментальные свойства электрического заряда установленные опытным путем: существует в двух видах: положительный и отрицательный; одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются; электрический заряд инвариантен – его величина не зависит от системы отсчета, т.е. от того, движется он или покоится; электрический заряд дискретен – заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда e; электрический заряд аддитивен – заряд любой системы тел (частиц) равен сумме зарядов тел (частиц), входящих в систему; электрический заряд подчиняется закону сохранения заряда: алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри данной системы. Под замкнутой системой в данном случае понимают систему, которая не обменивается зарядами с внешними телами. В электростатике используется физическая модель – точечный электрический заряд – заряженное тело, форма и размеры которого несущественны в данной задаче.

Закон сохранения электрических зарядов в замкнутой системе: Q = = const

Дискретность электрических зарядов: Q = ne, где = 1, 2... е = ± 1,6 10-19 Кл – элементарный электрический заряд

Закон Кулона в векторной форме: , в скалярной форме: , где F12 - сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме; r - расстояние между зарядами; ε0 = 8,85·10-12 Ф·/м – электрическая постоянная

Линейная плотность зарядов: Поверхностная плотность зарядов: Объемная плотность зарядов: