Электрический заряд. Закон сохранения заряда. Закон Кулона.

Электрич. Заряд (q=N*e) характеризует способность тел или частиц электрически взаимодействовать (Кл). 1Кл -это такой эл.заряд, который протекает в проводнике через поперечное сечение при силе тока в 1А за 1с. 1Кл=1А*1с. Носителем элементарного электрич. отрицательного заряда является электрон е=1,6*10^-19 Кл. Свойства электрич. заряда: 1)существует в 2-х видах: положит. и отрицат.(одноименные отталкиваются, разноименные притягив-ся).2)инвариантен(не зависит от системы отсчета).3)дискретен.4)аддитивен(заряд любой системы тел равен сумме зарядов тел, входящих в систему).5)подчиняется закону сохранения заряда. Закон сохранения заряда - алгебраическая сумма эл.зарядов любой замкнутой системы остается постоянной. Замкнутой называется система если она не обменивается зарядами с внешними телами. Закон Кулона: Сила взаимодействия между 2-мя неподвижными точечными зарядами находящимися в вакууме пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

.

электрическая постоянная 8,85*10^-12 Ф/м, =k – коэффициент пропорциональности =9*10^9 м/Ф. Точечный заряд – это заряд сосредоточенный в теле, линейные размеры которого пренебрежительно малы по сравнению с расстоянием до др. заряженных тел с которыми они взаимодействуют. Если заряд находится в диэлектрической среде, то в формулу силы взаимодействия добавляется в знаменатель - диэлектрическая проницаемость среды (безразмерная величина показывающая во сколько раз сила взаимодействия в этой среде меньше чем в вакууме).

Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами.

Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

Иначе: Два точечных заряда в вакууме действуют друг на друга с силами, которые пропорциональны произведению модулей этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними и направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Эти силы называются электростатическими (кулоновскими).

Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:

1. точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров — впрочем, можно доказать, что сила взаимодействия двух объёмно распределённых зарядов со сферически симметричными непересекающимися пространственными распределениями равна силе взаимодействия двух эквивалентных точечных зарядов, размещённых в центрах сферической симметрии;

2. их неподвижность. Иначе вступают в силу дополнительные эффекты: магнитное поле движущегося заряда и соответствующая ему дополнительная сила Лоренца, действующая на другой движущийся заряд;

3. взаимодействие в вакууме.

Однако с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов. ^[1]

В векторном виде в формулировке Ш. Кулона закон записывается следующим образом:

где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — ); — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноимённые заряды отталкиваются (а разноимённые — притягиваются).

В СГСЭединица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент k равен единице.

В Международной системе единиц (СИ) одной из основных единиц является единица силы электрического токаампер, а единица заряда — кулон — производная от него. Величина ампера определена таким образом, что k = c²·10⁻⁷ Гн /м = 8,9875517873681764·10⁹ Н ·м²/ Кл ² (или Ф⁻¹·м). В СИ коэффициент k записывается в виде:

где ≈ 8,854187817·10⁻¹² Ф/м — электрическая постоянная.