2.1. Закон Кулона. Напряженность (1)

1. Закон Кулона. Напряженность и потенциал

Лекция 2.1.Электричество

2. План

• Электризация тел. Взаимодействие заряженных тел. Два рода
электрических зарядов. Элементарный заряд. Закон сохранения
электрического заряда. Закон Кулона.
• Электрическое поле. Напряженность электрического поля.
Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции.
• Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса для
электростатического поля в вакууме.
• Применение теоремы Гаусса. Равномерно заряженная сфера,
равномерно заряженный шар, равномерно заряженная
бесконечная нить, равномерно заряженная бесконечная
плоскость, плоский конденсатор.

3. Основная задача теории электромагнитного поля

• Задано: распределение и движение электрических зарядов.
• Найти: векторы E и Bсоздаваемого ими электромагнитного поля.

4. Электризация тел

• При трении тела приобретают способность взаимодействовать.
Это явление объясняется тем, что тела приобретают
электрический заряд. Одноименно заряженные тела
отталкиваются, разноименно заряженные тела притягиваются. С
современной точки зрения вещество состоит из положительно
заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов,
которые движутся вокруг ядра. Суммарный заряд электронов по
модулю равен заряду ядра, поэтому атом в целом электрически
нейтрален

5.

• При трении двух тел электроны переходят из тела, где работа
выхода меньше, в тело, где работа выхода больше. Тела, откуда
электроны ушли, заряжаются положительно, а тела, куда
электроны пришли, заряжаются отрицательно. Сразу же из
объяснения электризации следует закон сохранения
электрического заряда – один из фундаментальных законов
природы.

6. Экспериментально установлено: в электромагнитном поле, создаваемом неподвижными зарядами, на любой пробный заряд действует

Определим поле, создаваемое одним НЕПОДВИЖНЫМ точечным зарядом.
Точечным зарядом называют заряженную материальную точку.
Экспериментально установлено:
в электромагнитном поле, создаваемом неподвижными зарядами, на любой
пробный заряд действует только электрическая сила.
Магнитная сила не действует.
qv B 0
B 0
План урока

7. Если поместить в поле неподвижного точечного заряда пробный электрический заряд , то сила взаимодействия между ними равна

Электрическое поле, создаваемое неподвижными зарядами,
называется электростатическим.
q
Если поместить в поле неподвижного точечного
заряда
пробный электрический заряд
, тоq
сила
0 взаимодействия
между ними равна
F
F qE

8. Электрический заряд

Характеризует интенсивность электромагнитного
взаимодействия
Существует в двух видах: положительный и
отрицательный
Закон сохранения электрического заряда (Майкл
Фарадей, 1843)
Электрический заряд — величина релятивистски
инвариантная, т. е. не зависит от системы отсчета, а
значит, не зависит от того, движется этот заряд или
покоится

9. Закон сохранения электрического заряда

• В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех
тел остается постоянной. Заряды либо переходят с одного
тела на другое, либо рождаются и уничтожаются парами,
причем заряд каждой пары равен по модулю и
противоположен по знаку

10. Закон сохранения электрического заряда

Майкл Фарадей, 1843
В любой электрически изолированной системе
алгебраическая сумма заряда не меняется
q1 q2 ......qn const
Всякий процесс заряжения сводится к разделению зарядов,
при котором на одном из тел (или части тела) появляется
избыток положительного заряда, а на другом (или другой
части тела) — избыток отрицательного заряда

11. Элементарный заряд

Заряд любого тела составляет целое кратное от элементарного
электрического заряда