Основные положения, законы и формулы. Электростатика

Ответ #1:

Электрон имеет наименьший существующий в природе отрицательный электрический заряд: g = e =-1,6 • 10^-16 Кл

Протон и позитрон (античастица электрона) имеет наименьший положительный электрический заряд: g = 1,6 • 10^-16 Кл

Величина заряда, или количество электричества, - избыток электрических зарядов одного знака в каком-либо теле.

Общий электрический заряд любого тела - алгебраическая сумма всех электрических зарядов, находящихся в этом теле.

Электрически заряженное тело имеет неодинаковое число отрицательных и положительных элементарных зарядов.

Электрически нейтральное тело имеет одинаковое число элементарных зарядов противоположного знака.

Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются. При соприкосновении заряды частично переходят с наэлектризованного тела, но не уничтожаются, а лишь перераспределяются между телами. Заряды сосредоточены на поверхности => внутри проводника поля нет.

Электростатическая индукция - явление возникновения противоположных зарядов на концах изолированного проводника при внесении его в электрическое поле. Если проводник разрезать на две части, то одна из них окажется заряженной положительно, а другая - отрицательно. Если проводник вынести из электрического поля, не разрезая, то он снова окажется нейтральным.

Закон Кулона в вакууме

Закон Кулона в среде

Напряженность электрического поля

Напряженность электрического поля точечного заряда

Поверхностная плотность зарядов

Закон сохранения электрического заряда

g = g₁ + g₂ + ... + g_n

Напряженность бесконечной плоскости

Рис. 43

Принцип суперпозиции (наложения) полей: если поле создается несколькими зарядами, то напряженность Е в какой-либо точке поля равна геометрической сумме напряженно-стей полей, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности:

Потенциал

Разность потенциалов

Потенциал точечного заряда

Связь потенциала и напряженности

Потенциальная энергия двух зарядов

Работа сил электростатического поля

Потенциальная энергия

Потенциал поля положительного заряда уменьшается при удалении от заряда, а потенциал поля отрицательного заряда увеличивается.

В проводниках

• положительные заряды перемещаются от потенциала
  
• отрицательные заряды - наоборот

Рис. 44

Принцип суперпозиции полей: если поле создано несколькими зарядами, потенциал в любой точке равен алгебраической сумме потенциалов, созданных в этой точке каждым зарядом в отдельности.

Линии напряженности направлены в сторону убывания потенциала (рис. 44):

Потенциал измеряется потенциальной энергией единичного положительного заряда, находящего-ся в данной точке поля.

Рис. 45

Напряженность электрического поля внутри сферы радиуса R равна О

Рис. 46

Потенциал в любой точке внутри сферы одинаков и равен потенциалу на поверхности сферы радиуса R.

Электроемкость уединенного проводника

Электроемкость сферического проводника

Электроемкость конденсатора

Электроемкость не зависит:

• от материала проводника;
• от наличия внутри пустот и полостей, т.к. заряд скапливается на поверхности, а внутри проводника поле равно нулю

Электроемкость зависит:

• от формы проводника;
• от его размеров:
• от диэлектрической проницаемости среды;
• от наличия вблизи заряженных тел

Емкость параллельных конденсаторов

Емкость сферического конденсатора

Емкость последовательно соединенных конденсаторов

Энергия электрического поля

Полная энергия системы

Энергия заряженного конденсатора

Энергия неотключенного конденсатора

Энергия отключенного конденсатора

Энергия однородного электрического поля

Объемная плотность энергии

Сила притяжения пластин плоского конденсатора