Электрического заряда. Закон Кулона

В природе существуют два типа электрических зарядов: положительные и отрицательные. Электрический заряд любого тела дискретен, т.е. кратен элементарному электрическому заряду е (). Электрон и протон являются соответственно носителями элементарных отрицательного и положительного зарядов.

Электронейтральность тел и систем объясняется равным количеством положительно и отрицательно заряженных частиц в них. Отрицательный заряд у тел объясняется избы-точным количеством электронов в них по сравнению с числом протонов, а положительный – их недостатком.

Распределение макроскопического заряда в пространстве характеризуется введением понятия объемной r, поверхност- ной d и линейной l плотности:

; ; , (4.1)

где dq – заряд, заключённый соответственно в объёме dV, на поверхности dS и длине dl.

В случае неоднородного распределения заряда, вели- чина q находится путём интегрирования соответствующей плотности:

; ; . (4.2)

Все изменения в макро- и микромире происходят с соблюдением закона сохранения электрического заряда, согласно которому в изолированной системе алгебраическая сумма зарядов всех частиц остается неизменной

. (4.3)

Наличие у тела электрического заряда проявляется во взаимодействии его с другими заряженными телами. Разно- именные заряды притягиваются, одноименные – отталкива- ются. Основным законом электростатики является законКулона, который определяет силу взаимодействия точечных зарядов. Точечным называется заряд, сосредоточенный на теле, линейные размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстоянием до других заряженных тел, с которыми он взаимодействует.

Закон Кулона: сила взаимодействия двух неподвижных

точечных зарядов в вакууме (воздухе) прямо пропорцио- нальна произведению модулей зарядов и и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними

,(4.4)

где k – коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от выбора системы единиц; , здесь – электрическая постоянная.