Электростатика.

1. Что Какие элементарные частицы обуславливают наличие заряда у тела? Электроны, которые принято считать за единицу отрицательного заряда "-". И протоны, соответственно принятые за единицу "+" заряда.
   
   Взаимодействие этих частиц: с одинаковыми знаками - отталкиваются, а с различными - притягиваются
2. называется электрическим зарядом? Электрический заряд – это физическая величина, характеризующая свойство частиц или тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия. Электрический заряд обычно обозначается буквами q или Q.
3. Что такое электризация? Как ее осуществить? Это сообщение телу электрического заряда различными способами, трением, соприкосновением, электростатической индукцией. Электрический заряд характеризует способность тел (элементарных частиц) к электромагнитным взаимодействиям.
4. Что значит «тело заряжено положительно» и «тело заряжено отрицательно»? Макроскопическое тело заряжено электрически в том случае, если оно содержит избыточное количество элементарных частиц с каким-либо одним знаком заряда. Так, отрицательный заряд тела обусловлен избытком числа электронов по сравнению с числом протонов, а положительный - недостатком электронов.
5. Сформулируйте и запишите закон сохранения электрического заряда.

Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется.

6.Сформулируйте и запишите закон Кулона. Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами.

где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2; — величина зарядов; — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — ); — коэффициент пропорциональности

.

 

7.Что называется напряженностью электрического поля? Формулы для ее вычисления. Напряжённость электри́ческого по́ля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы действующей на неподвижный точечный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда :

.

 

8. Определение и свойства линий напряженности (силовых линий) электрического поля. Электростатическое поле — поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами (при отсутствии электрических токов). Электрическое поле представляет собой особый вид материи, связанный с электрическими зарядами и передающий действия зарядов друг на друга Силовые линии электростатического поля имеют следующие свойства:

1. Всегда незамкнуты: начинаются на положительных зарядах (или на бесконечности) и заканчиваются на отрицательных зарядах (или на бесконечности).

2. Не пересекаются и не касаются друг друга.

3. Густота линий тем больше, чем больше напряжённость, то есть напряжённость поля прямо пропорциональна количеству силовых линий, проходящих через площадку единичной площади, расположенную перпендикулярно линиям.

 

9.Принцип суперпозиции полей.

При́нцип суперпози́ции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит:

· Результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть векторная сумма воздействия этих сил.

· Любое сложное движение можно разделить на два и более простых.

Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что напряженность электростатического поля, создаваемого в данной точке системой зарядов, есть сумма напряженностей полей отдельных зарядов.

 

10.Потенциал, разность потенциалов. Определение, формула, единица. Электростатический потенциа́л — скалярная энергетическая характеристикаэлектростатического поля, характеризующая потенциальную энергию, которой обладает единичный положительный пробный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала в Международной системе единиц (СИ) является вольт (русское обозначение: В; международное: V), 1 В = 1 Дж/Кл

Электростатический потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда:

 

 

11.Связь напряженности и напряжения. При перемещении положительного заряда q по линии напряженности однородного поля на расстояние d кулоновская сила , совершает работу, равную

С другой стороны, работа электрического поля может быть найдена по известному напряжению U между начальной и конечной точками пути:

Следовательно, напряжение U между двумя точками в однородном электрическом поле, расположенными по одной линии напряженности, равно произведению модуля вектора напряженности поля на расстояние d между этими точками:

Отсюда для напряженности однородного электрического доля получаем выражение

Из соотношения (18.11) следует, что единицей напряженности электрического поля в СИ является вольт на метр (В/м).

 

12.Электроемкость. Определение, формула, единицы. Электри́ческая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. В Международной системе единиц (СИ) ёмкость измеряется в фарадах, в системе СГС — в сантиметрах.

где — заряд, — потенциал проводника.

 

13.Конденсатор. Формулы для расчета электроемкости конденсатора. Простейший конденсатор – система из двух плоских проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу на малом по сравнению с размерами пластин расстоянии и разделенных слоем диэлектрика. Такой конденсатор называется плоским Энергия цилиндрического конденсатора:

Ёмкость конденсатора:

Ёмкость плоского конденсатора:

Емкость сферического конденсатора:

В формуле мы использовали:

— Ёмкость цилиндрического конденсатора

— Линейная плотность

— Относительная диэлектрическая проницаемость

— Электрическая постоянная

— Длина цилиндрического конденсатора

— Больший радиус (от центра, до края конденсатора)

— Малый радиус (Его может и не быть — это пустота)

— Потенциал проводника

— Точечный заряд

— Напряжение

 

14.Энергия заряженного конденсатора. Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности. Если на обкладках конденсатора электроемкостью С находятся электрические заряды +q и - q, то согласно формуле (20.1) напряжение между обкладками конденсатора равно

В процессе разрядки конденсатора напряжение между его обкладками убывает прямо пропорционально заряду q от первоначального значения U до 0.

Среднее значение напряжения в процессе разрядки равно

Для работы А, совершаемой электрическим полем при разрядке конденсатора, будем иметь:

Следовательно, потенциальная энергия W_p конденсатора электроемкостью С, заряженного до напряжения U, равна