Информационный блок (4)

Закон Кулона позволяет рассчитать величину силы взаимодействия между двумя точечными зарядами и , находящимися на расстоянии :

,

где — коэффициент пропорциональности. Величина Ф/м называется электрической постоянной. Сила взаимодействия направлена вдоль линии, соединяющей заряды. Одноименные заряды — отталкиваются, разноименные — притягиваются.

В векторной форме закон Кулона выглядит следующим образом:

где — вектор, проведенный от заряда к заряду , — модуль вектора .

Напряженность электрического поля равна отношению силы, действующей на заряд, к величине заряда:

.

Напряженность электрического поля численно равна силе, действующей на единичный положительный заряд. Напряженность является силовой характеристикой электрического поля. Вектор напряженности электрического поля направлен вдоль касательной к силовой линии в данной точке.

Напряженность электрического поля точечного заряда q вычисляется по формуле:

,

где — вектор, проведенный от заряда к точке наблюдения, — модуль вектора .

Потенциал электрического поля в данной точке равен отношению к величине заряда потенциальной энергии взаимодействия с электрическим полем заряда, помещенного в данную точку:

.

Потенциал электрического поля в данной точке численно равен потенциальной энергии помещенного в данную точку единичного положительного заряда. Совокупность точек с одинаковым потенциалом называется эквипотенциальной поверхностью. Величина потенциала вдоль эквипотенциальной поверхности остается постоянной.

Потенциал электрического поля точечного заряда вычисляется по формуле:

,

где — расстояние от заряда q до точки наблюдения.

Между напряженностью электрического поля и его потенциалом существует соотношение:

,

где — дифференциальный оператор, — единичные векторы, направленные вдоль осей OX, OY и OZ.

Разность потенциалов между точками 1 и 2 пространства равна криволинейному интегралу от скалярного произведения вектора напряженности электрического поля и элемента длины линии, вычисленного вдоль произвольной линии, проведенной от точки 1 до точки 2:

.

Циркуляция напряженности электрического поля вычисляется как криволинейный интеграл вдоль некоторого замкнутого контура L от скалярного произведения вектора напряженности электрического поля и элемента длины контура:

.

Циркуляция напряженности электростатического поля вдоль любого замкнутого контура равна нулю.

Закон сохранения электрического заряда: в замкнутой системе зарядов их алгебраическая сумма не изменяется.

Емкость уединенного проводника определяется отношением сообщенного проводнику заряда , к вызванному этим зарядом изменению потенциала :

.

Емкость плоского конденсатора вычисляется по формуле:

,

где — электрическая постоянная, — диэлектрическая проницаемость диэлектрика между обкладками конденсатора, — площадь обкладок конденсатора, — расстояние между обкладками конденсатора.

Емкость батареи конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей отдельных конденсаторов:

,

где n — число конденсаторов в соединении.

Емкость батареи конденсаторов при последовательном соединении определяется из выражения:

.