Электризация тел Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия, определяет интенсивность электромагнитных взаимодействий. С современной точки зрения, носителями зарядов являются элементарные частицы. Все обычные тела состоят из атомов, в состав которых входят положительно заряженные протоны, отрицательно заряженные электроны и нейтральные частицы – нейтроны. Протоны и нейтроны входят в состав атомных ядер, электроны образуют электронную оболочку атомов. - Электрический заряд имеет дискретный характер и изменяется на целую кратную величину (квантуется). Электрические заряды протона и электрона по модулю в точности одинаковы и равны элементарному заряду, равному заряду электрона е=±1,6·10-19 Кл. Дробных зарядов в свободном состоянии не существует. + + - - - - Ион+ + - - - - Ион- Атом в целом нейтрален. Число положительных зарядов равно числу отрицательных. Если каким либо образом атом теряет или приобретает электрон, то он превращается в положительный или отрицательный ион. Тела в целом нейтральны, если каким либо образом нарушить эту нейтральность, то тела становятся наэлектризованными. Положительно заряженное тело – это тело, в котором недостаток электронов, отрицательно заряженное тело – это тело, в котором избыток электронов Процесс сообщения телу заряда называется электризацией. Способы электризации: трением, соприкосновением, влиянием, облучением. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются. Заряды могут передаваться от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемой характеристикой данного тела. Одно и то же тело в разных условиях может иметь разный заряд. Значение зарядов в различных инерциальных системах отсчета всегда одинаково, и не зависит от того, движется он или покоится. Закон сохранения электрического заряда: В изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех тел остается постоянной: q1 + q2 + q3 + ... +qn=const. Электрический заряд не создается и не исчезает, а только передается от одного тела к другому, или перераспределяется внутри данного тела. Закон сохранения электрического заряда утверждает, что в замкнутой системе тел не могут наблюдаться процессы рождения или исчезновения зарядов только одного знака. Закон Кулона Впервые закон взаимодействия неподвижных зарядов был установлен французским физиком Ш. Кулоном (1785 г.). В своих опытах Кулон измерял силы притяжения и отталкивания заряженных шариков с помощью сконструированного им прибора – крутильных весов В опытах Кулона измерялось взаимодействие между шариками, размеры которых много меньше расстояния между ними. Такие заряженные тела принято называть точечными зарядами. Точечным зарядом называют заряженное тело, размерами которого в условиях данной задачи можно пренебречь Силы взаимодействия неподвижных зарядов прямо пропорциональны произведению модулей зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними: F k q1 q2 r 2 k – коэффициент пропорциональности, k=9∙109Н∙м2/Кл2 r – расстояние между зарядами q – заряд ɛ - диэлектрическая проницаемость силы взаимодействия между одноименными зарядами между разноименными зарядами Кулон – физическая величина характеризующая заряд, проходящий за 1с через поперечное сечение проводника при силе тока 1А. Силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу суперпозиции: Если заряженное тело взаимодействует одновременно с несколькими заряженными телами, то результирующая сила, действующая на данное тело, равна векторной сумме сил, действующих на это тело со стороны всех других заряженных тел. Электрическое поле Согласно идее Фарадея, электрические заряды не действуют друг на друга непосредственно. Каждое заряженное тело создает в окружающем пространстве электрическое поле. Электрическое поле –это вид материи, при помощи которого осуществляются электрические взаимодействия. Свойства электрического поля: 1. материально 2. порождается зарядами 3. действует на заряд силой 4. совершает работу по перемещению заряда 5. убывает с расстоянием Физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на заряд к величине этого заряда, называется напряженностью электрического поля Н E напряженность Кл Напряженность - силовая характеристика электрического поля F E q . F Eq q E 4 r q F k 2 q r 0 2 q Ek 2 r Направление вектора напряженности совпадает в каждой точке пространства с направлением силы, действующей на положительный пробный заряд. Электрическое поле неподвижных и не меняющихся со временем зарядов называется электростатическим. Напряженность электрического поля, создаваемого системой зарядов в данной точке пространства, равна векторной сумме напряженностей электрических полей, создаваемых в той же точке зарядами в отдельности: Для наглядного представления электрического поля используют силовые линии. Эти линии проводятся так, чтобы направление вектора в каждой точке совпадало с направлением касательной к силовой линии. Линии, касательными к которыми являются вектора напряженности, называются силовыми линиями Свойства силовых линий: - начинаются на положительном заряде, заканчиваются на отрицательном, то есть они не замкнуты - в пространстве не пересекаются - чем гуще линии, тем сильнее поле. Если вектор напряженности по величине и направлению постоянен, то такое поле называется однородным.
