Итак,как и обещал.Масстер-класс.
Приступим! =))) Электростатика это раздел физики где рассматриваются взаимодействие неподвижных электрических зарядов.
Электрический заряд это способность частиц вступать в электрическое взаимодействие.
Обозначается буквой q {ку} единицы измерения в СИ Кл {Кулон}.
Заряды существуют положительные и отрицательные. Два одинаковых по знаку заряда отталкиваются, два разных притягиваются.
Далее, следует закон сохранения электрического заряда. Я уже говорил много раз, что физика достаточно стройна. Сейчас сами поймете почему.
Закон сохранения электрического заряда гласит :
В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов остается неизменной, какие бы процессы там не происходили.
Представим на секунду, что заряд это деньги. У меня 3 рубля (+3 Кл) и у моего соседа 6 рублей (6 Кл) , а в сумме у нас 9 рублей (+9 Кл). Когда мы сложим свои деньги, у нас станет 9 рублей (+9 Кл). Теперь нам надо разделить на две кучки, они разделятся ровно пополам, у меня станет 4.5 рубля (+4.5 Кл) и у моего соседа столько же (+4.5 Кл). Если мы разделим не на ровные кучки, а в соотношении, например, 1:8 то у одного будет 1 рубль( +1 Кл), а у другого 8 рублей (+8 Кл) , но в сумме все равно останется 9 рублей (+9 Кл), т.е. деньги ни откуда не возьмутся, и никуда не денутся. Как было у нас 9 рублей, так 9 рублей и останется.
Закон Кулона.
Основной закон электростатики. Как я уже говорил заряды либо отталкиваются, либо притягиваются. Это происходит с определенной силой. Закон Кулона показывает силу с которой взаимодействуют два заряда находящиеся на некотором удалении друг от друга. Эта сила направлена по прямой, соединяющей эти заряды. Далее будем называть эту силу силой Кулона.
,где
k- коэффициент пропорциональности = 9*10^9 зависит от выбора системы единиц в нашем случае (H*м^2)/ Кл^2
q1 и q2 – величина заряда q1 и q2
r – расстояние между зарядами
Эпсилон заглавная буква е прописная - диэлектрическая проницаемость среды. Для воздуха принимается как для вакуума = 1.
Каждый заряд создает вокруг себя электрическое поле. Посмотрите на рисунок, вы видите электрическое поле положительного заряда, отрицательного заряда и системы двух зарядов. Эти линии-стрелочки это силовые линии. Их вводят для графического описания электростатического поля.
У электрического поля существует две основные характеристики силовая и энергетическая.
1) Силовая характеристика- Напряженность.
Появилась она вот откуда. Посмотрите на рисунок.
Некий заряд создает электрическое поле. Мы вносим в это поле некоторый пробный заряд q0,со стороны поля на него действует сила F, сила Кулона. Отношение этой силы к величине заряда q0 есть напряженность поля. Она показывает, с какой силой действует электрическое поле на заряд, помещенный в него. Напряженность величина векторная. Это значит, имеет направление, оно ссовпадает с направлением силы Кулона на положительный заряд, в данной точке.
(если заряд отрицательный, то противоположно).
Единицы измерения (Н/Кл).
Согласно формуле представленной выше, выведем расчетную формулу. Подставим в нее вместо F формулу силы Кулона. Получим расчетную формулу для напряженности электрического поля создаваемого зарядом q.
Принцип суперпозиции полей.
Электрическое поле создает любое заряженное тело. Если в данной точке пространства действует несколько электрических полей с напряженностями E1, Е2,Е3 и т.д., то полная напряженность равна геометрической сумме этих напряженностей. Геометрической значит надо складывать не циферки, а векторы. Для примера посмотрите на рисунок.
Кстати, это целый класс задач.