Електростатично поле във вакуум

Електрични заряди-електричният заряд е фундаментална физ.величина,която характеризира вътрешно присъщо свойство на елементарните частици.Количествено ел.заряд характеризира способността им да участват в електромагнитно взаимодействие. Eдиницата за електричен заряд е кулон С,1С=6.10 на 18-та |e|,където е е зарядът на електрона.Наи-известните елементарни носители на заряди са електроните,притежаваши отрицателен заряд,и протоните,имаши равен по големина положителен заряд.Зарядът на електрона е е=-1.602.10 на минус 19-та С.Електричният заряд q на всяко тяло целочислено,кратен на модула на заряда на електрона q=N|е|, поради което модулът на заряда на електрона се нарича елементарен електричен заряд.Като цяло в природата отрицателните заряди са толкова колкото са положителните.Атомите и молекулите на веществото са електронеутрални,т.е.техният заряд ,явяващ се алгебрична сума от положителни и отрицателни заряди,е равен на нула.

Фарадей формулира фундаменталния природен закон за запазване на електричния заряд:алгебричната сума от положителните и отрицателните заряди(пълният заряд) в електрически изолирана система,кочто не обменя заряди с околните тела,е постоянна величина,независимо от това какви процеси се извършват вътре в системата.

Закон на Кулон-Френският физик Ш.Кулон изследва силите на взаимодействие между телата,притежаващиелектричен заряд.Опитите показват,че те зависят от формата,размерите на телата,тяхното взаимно разположение,от средаа,в която те се намират и т.н.Опитите на Кулон показват че силие на взаимодействие между точкови заряди са:

-централни,насочени по права свързваща зарядите

-подчиняват се на 3-я принцип на динамиката,равни са по големина и противоположни по посока

-сили на привличане,когато зарядите са разноименни,и сили на отблъскване,когато зарядите са едноименни.Определение за точков заряд е:заредено тяло,размерите,на което са пренебрежимо малки в сравнение с разстоянията му додруги заряди,с които си взаимодейства. големината на силата на взаимодействие между два неподвижни точкови заряда е пропорционална на произведението от големината зарядите и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.Тази закономерност установена от Kулон носи наименованието Закон на Кулон.Съгласно закона на Кулон силата на взаимодействиемежду зарядите(кулоновата сила) е

F=k.|Q|.|q|/rb

където |q| и |Q| са големините на зарядите,а r е разстоянието между тях.Коефициентът к зависи от избора на измерителните единици.В системата SI константата к има стойност к=9.10 на девета N.mb/Cb .Обикновенно к се изразява чрез електричната константа e0.

k=1/4..e0

Съответно законът на кулон се записва с формулата:

F=(1/4..e0).(|Q|.|q|/rb)

Сравняването на силата на Кулоново взаимодействие със силата на гравитационно взаимодействие между две заредени частици-протона и електрона във водородния атом показва че кулоновата сила е 2,2.10 на 39-та пъти по-голяма от гравитационната сила между две частици.Силата,с която зарядът Q действа на q.,се изразява със следното векторно равенство

F=(1/4..e0).(Q.q/rb).r0

където r0 е единичен вектор насочен от заряда Q към q.При еднюоименни заряди посоката на силата съвпада с посоката на единичния вектор:зарядите се отблъскват,а при разноименни силата и единичният вектор щеимат противоположни посоки:зарядите се привличат.Силата,с която зарядът q действа на заряда Q,съответно е равна по големина и противоположна по посокана силата F(вектор).

Силата на взаимодействие между два неподвижни тоякови заряда не зависи от това дали те си взаимодействат с други заряди иот околното пространствоили не.Порадитова за произволен брой заряди

Q1,Q2,.....,Qn и сили F1,F2,.....Fn действащи на заряда q,се получава:

Fi =(1/4..e0).(Qi.q/rib).rio

където rio(вектор) е единичен вектор,насочен от заряда Qi към заряда q,a ri е разстоянието между Qi и q.Резултантната сила,която действа върху заряда q,e равна на векторната сума

F=F1+F2++Fn

Електростатично поле.-Всеки движещ се електричен заряд създава в околното пространство електромагнитно поле,което придава нови свойства на заобикалящото го пространство.Ако зарядите,създаващи електромагнитното поле,са неподвижни спрямодадена отправна система,в тази