Электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда

1.

Электрический зараяд. Закон
сохранения электрического заряда

2.

Электромагнитные явления
связанные с покоящимися
зарядами
(заряженными телами).
Изучает электростатика
связанные с равномерным
движением зарядов
(заряженными телами).
Изучает электродинамика
связанные с равноускоренным
движением зарядов
(заряженными телами).
Изучает электродинамика

3.

Силы электромагнитного
взаимодействия
Структура вселенной формируется гравитационным
взаимодействием (т. е. силами притяжения)
Наличие лишь сил
притяжения привело бы к
неограниченному сжатию,
поэтому для существования
стабильных размеров тел
необходимы действующие
силы отталкивания между
частицами тела.
Такими силами являются силы
электромагнитного взаимодействия

4.

Особенности электромагнитного
взаимодействия

5.

Электрический заряд
Электрический заряд –это свойство тел или частиц
характеризующих интенсивность их эл-мг
взаимодействий.
Электрический заряд всегда связан с телом и не
может существовать сам по себе.

6.

Фалес Милетский
(624-547г. до н.э. Греция)
Янтарь обладает свойством
притягивать предметы.
Янтарь-»электричество»
Уильям Гилберт
(1540-1603 Англия)
Электризация других тел – вода,
масло, металл, листья….
Ввел понятие «электрической
силы.
Отто фон Герике
(1602-1686 Германия)
Доказал, что кроме
электрических сил притяжения
есть эл. силы отталкивания.
Создал электростатическую
машину, основанную на трении

7.

Электризация тел
Явления в которых тела приобретают свойства
притягивать др. тела называют электризацией.
Способы
электризации
трением
Соприкосновением
с заряженными
телами
Через влияние

8.

Электрический заряд
Электрический заряд- это
физическая величина,
определяющая силу
электромагнитного
взаимодействия.
Обозначение- q, Q
Единица измерения- Кулон-[Кл]

9.

Элементарный (неделимый) заряд
Все элементарные частицы либо не имеют
электрического заряда (нейтральны),либо имеют
заряд, кратный по модулю заряду электрона.
Поэтому модуль заряда электрона назвали
элементарным электрическим зарядом и
обозначают:
е=
me =

10.

Два вида электрических заряда
Следующий шаг по исследованию
разделения электрических зарядов
сделал французский ученый
Шарль Дюфе.(18 век)
Он провел эксперименты по
электризации и установил что
существуют два вида зарядов.
Когда он натирал стеклянную
палочку о шелк он получил один
вид зарядов, он называл этот заряд стеклянный, а
когда натирал смоляную (янтарную) палочку о
шерсть (мех) то получал другой вид заряда, и
этот заряд он называл смоляным.

11.

Два вида электрических заряда
В результате экспериментов Дюфе
были сформированы следующие законы:
1.одноименные заряды взаимно
отталкиваются;
2. разноименные заряды притягиваются

12.

Закон сохранения электрического
заряда
При электризации выполняется очень важный
закон – закон сохранения заряда.
Алгебраическая сумма зарядов электрически
изолированной системы тел постоянна.
q1+q2+q3+…….+qn = const
Электрически изолированная система
тел- система тел, через границу которой не
проникают заряды

13.

Границы применимости
1.Выполняется в изолированной
системе, образуемой зарядами.
2.Закон справедлив в любой инерциальной
системе отчета.

14.

Закон Кулона
В1785 году французский ученый Шарль Кулон
измерил силу электромагнитного взаимодействия
и установил закон э. м. взаимодействия точечных
зарядов.

15.

16.

Сила взаимодействия
направлена по прямой,
соединяющей заряды,
а её направление
зависит от знаков
зарядов:
одноимённые зарядыотталкиваются, а
разноимённыепритягиваются.

17.

Коэффициент
пропорциональности
Коэффициент
пропорциональности

18.

Что такое электростатика?
Электростатика — раздел
электродинамики, изучающий
взаимодействие неподвижных
электрических зарядов.
Между одноимённо заряженными
телами возникает
электростатическое (или
кулоновское) отталкивание, а между
разноимённо заряженными —
электростатическое притяжение.
Явление отталкивания одноименных
зарядов лежит в основе создания
электроскопа — прибора для
обнаружения электрических зарядов.
В основе электростатики лежит закон
Кулона. Этот закон описывает
взаимодействие точечных
электрических зарядов.

19.

Электрический заряд – физическая
величина
Единицы измерения электрического
заряда 1 Кл (кулон)
Обозначение q
КУЛОН (Coulomb) Шарль Огюстен
(1736-1806), французский
инженер и физик, один из
основателей электростатики.

20.

Делимость электрического заряда

21.

Можно ли продолжать деление
заряда бесконечно?
ИОФФЕ Абрам Федорович
Опыты А.Ф. Иоффе и Р.
Милликена доказали
существование самой
малой заряжённой
частицы.
(1880, — 1960), российский
физик, один из создателей
советской физической школы
Эту частицу назвали
электрон.
Электрон имеет
наименьший
отрицательный заряд.

22.

-19
е =-1,6*10 Кл
-31
m =9,1*10 кг

23.

Пример: Крылышко мухи имеет массу , примерно
в 5*1022 большую, чем масса электрона.

24.

-е
-е
+е
-е
+2е
-е
-е
Н
Не
+3е
Li
-е

25.

Положительный ион
-е
+2е
-е

26.

Отрицательный ион
-е
-е
+2е
-е

27.

приобретен е
потерян е
+2е
-е
+2е
-е
-е
Заряд (+е)
Заряжен (-е)

28.

Физическая величина
Скалярная
Определяет взаимодействие
Q +Q +Q …+Q =const
n
1
2
3
Закон
сохранения
зарядов

29.

Тест
А.Стекло, потертое о шелк, заряжается
положительно, так как …
Б.Шелк, потертый о стекло, заряжается
отрицательно, так как …
В.При электризации тела заряжаются всегда
разноименно потому, что …
1.только электроны одного тела могут переходить к
другому телу.
2.в первом теле электронов становится больше, чем
протонов.
3.в первом теле протонов становится больше, чем
электронов.

30.

Основной закон электростатики был экспериментально
установлен французским учёным Ш. Кулоном в 1785 году
КУЛОН (Coulomb) Шарль Огюстен
(1736-1806), французский
инженер и физик, один из
основателей электростатики.
Исследовал деформацию
кручения нитей, установил ее
законы. Изобрел (1784)
крутильные весы и открыл
(1785) закон, названный его
именем. Установил законы сухого
трения. Его экспериментальные
исследования имели
основополагающее значение для
формирования учения об
электричестве и магнетизме,
член Парижской академии наук.

31.

Точечные заряды
Закон Кулона количественно
описывает взаимодействие
заряженных тел.
Он является
фундаментальным законом,
то есть установлен при
помощи эксперимента и не
следует ни из какого другого
закона природы.
Он сформулирован для
неподвижных точечных
зарядов в вакууме.
В реальности точечных
зарядов не существует, но
такими можно считать
заряды, размеры которых
значительно меньше
расстояния между ними.

32.

Математическая запись закона Кулона
F q1
F q1 q2
1
F 2
r
F q2
F
q1 q2
r
2

33.

Математическая запись закона Кулона
| q1 || q2 |
F k
2
r
Нм
k 9 *10
2
Кл
2
9
Кулоновская сила
направлена вдоль
прямой,
соединяющей оба
точечных заряда,
подчиняется III
закону Ньютона

34.

Коэффициент пропорциональности в системе
СИ
k
1
4 0
в воздухе
0 8,85 *10 12 Кл 2 /( Н * м 2 )
0 электрическая постоянная.
k
1
4 0
для любой среды
электрическая постоянная среды
или диэлектрическая
проницаемость

35.

Важно отметить, что для того, чтобы закон был
верен, необходимо:
1. Точечность зарядов — то есть
расстояние между
заряженными телами на много
больше их размеров.
2. Их неподвижность. Иначе уже
надо учитывать
дополнительные эффекты:
возникающее магнитное поле
движущегося заряда и
соответствующую ему
дополнительную силу Лоренца,
действующую на другой
движущийся заряд.
3. Взаимодействие в вакууме.

36.

Закрепление изученного
Допишите фразу
Закон Кулона определяет…
Силу взаимодействия между
точечными зарядами
Запишите закон Кулона для двух зарядов
в вакууме….
| q1 || q2 |
F k
r2
Величина, характеризующая влияние
среды на силу взаимодействия между
зарядами, называется…
электрическая постоянная среды
Запишите закон Кулона для
взаимодействия между зарядами с
учётом среды…
Коэффициент пропорциональности в
законе Кулона равен…
Нм 2
k 9 *10
Кл 2
9

37.

Решение задач
Задача №1
С какой силой взаимодействуют два заряда по 1 Кл
каждый на расстоянии 1 км друг от друга в
вакууме.? (решен
Задача №2
Два одинаковых маленьких шарика, обладающих
зарядом q1 = 6 мкКл и зарядом q2 = -12 мкКл,
находятся на расстоянии 60 см друг от друга.
Определите силу взаимодействия между ними.
Чему будет разен заряд каждого шарика, если их
привести в соприкосновение и затем разъединить?

38.

Задача №3
Два заряда +1.66× 10-9 Кл и
+3,33×10-9 Кл находятся на
расстоянии 20 см друг от друга.
Где надо поместить третий
заряд, чтобы он оказался в
равновесии?