ЭЛЕКТРОДИНАМИКА Электрическое поле Электрическое поле и электрический заряд ⎯ первичные понятия, которые не определяются аналогично понятиям точки и прямой в геометрии. Неподвижный заряд создает вокруг себя электрическое поле. Если замкнутая система обладала зарядом q, то при любых изменениях в ней заряд q сохраняется. Это фундаментальное утверждение носит название закона сохранения заряда. Точечным зарядом называется заряд исчезающе малых размеров. Из эксперимента известно, что два точечных заряда q1 и q2 на расстоянии r взаимодействуют с силой F, значение которой определяется законом Кулона: F =k
где k = 9⋅109
Н×м 2 Кл 2
q1q2 r2
,
⎯ коэффициент пропорциональности. Когда заря-
ды одноименные, то они отталкиваются, когда разноименные ⎯ притягиваются.
Силовой характеристикой электрического поля является вектор напряженности E . Рассмотрим некоторый заряд q, внесенный в электрическое поле E . Тогда на него будет действовать сила F , которая определяется формулой: F = qE . Это формула может служить определением вектора напряженности электрического поля. Для графического представления электростатического поля пользуются понятием линий напряженности. Эти линии начинаются на положительных зарядах и заканчиваются на отрицательных. Касательная в каждой точке линии напряженности направлена также, как и вектор E . Если имеется N зарядов, каждый из которых создает свое поле E1 , E2 ,…, E N , то полная напряженность в любой точке пространства E определяется как векторная сумма этих напряженностей (принцип суперпозиции): E = E1 + E2 + ... + EN .
Для точечного заряда q значение напряженности E в точке, удаленной от него на расстоянии r, выражается формулой: E=k
q r2
.
Проводником называется тело, содержащее свободные заряды. Если мы сообщим проводнику некоторый заряд q, то он распределится по поверхности, а внутри проводника поле будет равно нулю. 189