Електричний заряд – одне із властивостей елементарних частинок речовини. Розрізняють два види зарядів – позитивні та негативні. Експериментально виявлена дискретна структура зарядів. Величина будь-яких зарядів, які зустрічаються в природі, кратна заряду електрона , який дорівнює приблизно Кл. Електричні заряди обумовлюють електричні і магнітні явища.
Величина електричного заряду вимірюється в кулонах (Кл) і позначається символом . В ідеалізованому випадку електричний заряд вважають точковим, тобто нехтують його розмірами.
Якщо він розподілений в просторі, то його називають об’ємним і характеризують об’ємною густиною, яка має розмірність
, (1.3)
де – елемент об’єму.
Під об’ємним зарядом розуміють скалярну величину, яка дорівнює границі відношення об’ємного заряду до об’єму в якому він розподілений, при . З (1.3) видно, що повний заряд, який знаходиться в деякому об’ємі, визначається таким чином:
. (1.4)
Q вимірюється у .
Електричний заряд може бути розподілений по поверхні у вигляді нескінченного шару і називається поверхневим зарядом і характеризується поверхневою густиною , яка визначається
, (1.5)
де – елемент поверхні, а – заряд цього елемента; rs має розмірність .
Густина електричного струму. Впорядкований рух зарядів створює електричний струм (струми провідності), які характеризуються вектором об’ємної густини струму провідності (рис. 1.1) та має розмірність :
, (1.6)
де – одиничний вектор, який вказує напрям струму;
– струм, який протікає через площинку , перпендикулярно .
Інтегруючи по поверхні , отримуємо результуючий струм провідності
, (1.7)
де ;
– нормаль в даній точці поверхні .
Вектор напрямлений по і дорівнює по величині (рис. 1.1).
Особливий інтерес має випадок, коли струми розподілені вздовж поверхні у вигляді нескінченного шару. Такі струми називаються поверхневими (рис. 1.2). Густина поверхневих струмів визначається співвідношенням:
, (1.8)
де – одиничний вектор, який показує напрямок руху позитивних зарядів в даній точці;
– відрізок лінії перпендикулярний вектору ;
– величина струму, який протікає через відрізок ;
розмірність - .