Електричний заряд та його дискретність. Закон збереження електричного заряду. Закон Кулона – основний закон електростатики, страница 2

Електричний заряд – це властивість матерії, яка визначає інтенсивність електромагнітної взаємодії.

Елементарний електричний заряд – це заряд електрона

e=1.6∙10^-19Кл.

Будь-який заряд складається з приєднання або втрати електронів, тобто будь-який заряд кратний заряду електрона q=e∙N

Заряд без частинки не існує, а частинка без заряду може існувати. Наприклад нейтрон - заряду не має.

Перенос заряду – це перехід електронів з одного тіла на інше. У будь-якому тілі є величезна кількість електронів, наприклад у краплині води їх 6∙10²³.

4. Закон збереження електричного заряду.

Електричний заряд – це фізична величина, яка визначає інтенсивність електромагнітних взаємодій. Електричні заряди можуть з’являтись на тілах не тільки в результаті електризації при зіткненні тіл, але й при інших взаємодіях, наприклад дією світла. Однак у замкненій системі, в яку не входять зовні електричні заряди, і з якої не виходять заряди, при будь-яких взаємодіях тіл алгебраїчна сума всіх зарядів залишається постійною q₁+q₂+q₃+…+q_n=constцей дослідно доведений факт зветься законом збереження електричного заряду.

5. Закон Кулона – основний закон електростатики.

Цей закон був дослідно відкритий Шарлем Кулоном у 1785 році.

Видатні англійські вчені Фарадей і Максвелл встановили, що у просторі навколо заряджених тіл чи частинок існує електричне поле. Сила з якою електричне поле діє на внесене в нього заряджене тіло чи частинку, називається електричною силою.

Досліди Кулона, в яких вимірювались сили взаємодії заряджених кульок, показали, що модуль сили взаємодії двох точкових нерухомих заряджених тіл у вакуумі прямо пропорційний добутку абсолютних значень зарядів q₁ і q₂, і обернено пропорційний квадрату відстані між тілами.

Сила направлена вздовж прямої, яка з’єднує заряджені тіла.

Вона є силою відштовхування при однакових знаках зарядів q₁ і q₂ і силою притягання при різних знаках. Взаємодію нерухомих електричних зарядів називають електростатичною, або Кулонівською.

В міжнародній системі одиниць за одиницю електричного заряду прийнято 1 кулон (Кл).

Кулон – це заряд, який проходить за 1с через поперечний переріз провідника при силі струму в 1А.

Електричний заряд є фізичною величиною, яка визначає інтенсивність електромагнітної взаємодії.

Коефіцієнт пропорційності k у законі Кулона в системі СІ дорівнює

Замість коефіцієнта k часто використовують коефіцієнт, який звуть електричною сталою. Електрична стала пов’язана з коефіцієнтом k так звідси

З використання електричної сталої закон Кулона має вигляд

Закон Кулона – це фундаментальний закон електростатики.

Закон Кулона для будь-якого середовища

ε – відносна діелектрична проникність середовища, показує у скільки разів сила взаємодії між зарядами у даному середовищі менша ніж сила взаємодії між зарядами у вакуумі.

Для різних речовин значення діелектричної проникності приводиться в таблицях.

Підсумовуючи викладене можна зробити висновки:

1. Навколо всіх заряджений частинок або тіл існує електричне поле;

2. Взаємодія заряджених тіл чи частинок здійснюється через їхні електричні поля;

3. Сила взаємодії заряджених тіл чи частинок залежить від значень їхніх зарядів і відстані між ними.

4. Електричні поля реально існують у навколишньому середовищі; як реально існують молекули, атоми, елементарні частинки.

5. Найменший електричний заряд – це заряд електрону.

6. Заряд без частинки існувати не може.

Задача.

З якою силою взаємодіють два заряди по 10 нКл, які знаходяться на відстані 3 см один від одного?

q₁= q₂=10нКл=10·10^-9Кл

k=9∙10⁹

r=3см=3·10^-2м

Задача.

Дві кульки, розташовані на відстані 10 см одна від одної і мають однакові від’ємні заряди, взаємодіють з силою 0,23мН. Знайдіть число «зайвих» електронів на кожній кульці.

r=10см=10·10^-2м

k=9∙10⁹

F=0.23мН=2,3∙10^-4Н

e=1.6∙10^-19Кл

N=?

q=?