Напряженность электростатического поля. Раздел III. Электричество и магнетизм

Закон Кулона.

Тема 1. Электростатика.

РАЗДЕЛ III. Электричество и магнетизм

Лекция №14.

Введение: проводники и диэлектрики, общие сведения

[1]. Электрический заряд.

4. Поток вектора напряженности электростатического поля.

Введение: проводники и диэлектрики, общие сведения

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

В зависимости от концентрации свободных зарядов тела делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники.

Определение 1.

Проводники – это тела (точнее – вещества!), в которых электрический заряд может перемещаться по всему его объему.

Проводники делятся на две группы:

1) про­водники первого рода (металлы) – перенос в них зарядов (свободных электронов) не сопровождается химическими превращениями;

2) проводники второго рода (например, расплавленные соли, растворы кислот) – перенос в них зарядов (положительных и отрицательных ионов) ведет к химическим изменениям.

Определение 2.

Диэлектрики (например, стекло, пластмассы) – тела (точнее вещества!), в которых практически отсутствуют свободные заряды.

Примечание. Полупроводники (например, германий, кремний) занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Указанное деление является весьма усло­вным, однако большое различие в них концентраций свободных зарядов обусловливает огромные качественные различия в их поведении и оправдывает деление тел на проводники, диэлектрики и полупроводники.

[1]. Электрический заряд

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 1 секунда.

Существует элементарный (минимальный) электрический заряд

Носитель элементарного отрицательного заряда – электрон. Его масса . Носитель элементарного положительного заряда - протон. Его масса

Фундаментальные свойства электрического заряда установленные опытным путем:

1. Существует в двух видах: положительный и отрицательный.

2. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные – притягиваются.

3. Электрический заряд инвариантен – его величина не зависит от системы отсчета, т.е. от того, движется он или покоится.

4. Электрический заряд дискретен – заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного электрического заряда е.

5. Электрический заряд аддитивен – заряд любой системы тел (частиц) равен сумме зарядов тел (частиц), входящих в систему.

6. Электрический заряд подчиняется закону сохранения заряда: Алгебраическая сумма электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной, какие бы процессы ни происходили внутри данной системы.

Примечание. 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.