Основы электродинамики. Электрический заряд. Электрическое поле

1.

Лекция 9.Основы электродинамики.
Электрический заряд .
Электрическое поле .

2. Определения

• Электродинамика – это наука о свойствах и
закономерностях поведения особого вида материи –
электромагнитного поля, осуществляющего
взаимодействие между электрически заряженными
телами или частицами.
• Раздел электродинамики, посвященный изучению
покоящихся электрически заряженных тел, называют
электростатикой.
• Электростатика – раздел, изучающий статические
(неподвижные) заряды и связанные с ними
электрические поля.
• Все тела построены из мельчайших частиц, которые
неделимы на более простые и поэтому называются
элементарными

3. Виды взаимодействий тел:

Виды
взаимодействий
Слабое
Сильное
Электромагнитное
Гравитационное

4. Сравнение гравитационного и электромагнитного взаимодействия

Гравитационное Электромагнитное
Значение для
Вселенной
Упорядоченное
расположение
небесных тел
Тип
Притяжение
взаимодействия
Частицы,
Все, имеющие
участвующие во массу
взаимодействии
Сохранение
структуры
вещества
Притяжение
и отталкивание
Заряженные

5. Электрический заряд

• Если частицы взаимодействуют друг с другом силами,
которые убывают с увеличением расстояния также, как и
силы всемирного тяготения, но превышают силы тяготения
во много раз, то говорят, что эти частицы имеют
электрический заряд.
• Такие частицы называют заряженными.
• Электрический заряд- физическая величина, определяющая
силу электромагнитного взаимодействия
• Электрический заряд определяет интенсивность
электромагнитных взаимодействий
• Обозначение : q-электрический заряд[Кл]
q0 1,6 10 19 Kл - элементарный электрический заряд.
Электрический заряд
положительный
+q
отрицательный
-q

6. Свойство электрических зарядов

• Заряд элементарных частиц – протонов, входящих в состав атомных
ядер, называют положительным, а заряд электронов –
отрицательным.
• Тело , которое после натирания приобретает свойство притягивать к
себе другие тела, называют наэлектризованным , заряженным или
имеющий электрический заряд.
• Процесс , приводящий к появлению у тела электрического заряда,
называют электризацией
• Одноименные заряды - это заряды имеющие одинаковые заряд(+ и +,
-и-)
• Разноименные заряды -это заряды имеющие разные заряды(+ и -)
Свойства электрических зарядов
• 1.Одноименные заряженные тела отталкиваются
• 2.Разноименные -притягиваются

7. Свойства электрических зарядов

• 3.Атом электрически нейтрален (суммарные заряды
протонов и электронов одинаковы), но его можно
ионизировать.
• 4.По договорённости принято называть положительным
заряд, который образуется на стеклянной палочке, если
натирать её бумагой или шёлком, а отрицательным – на
эбонитовой или янтарной палочке, если натирать её мехом

8. Виды электризации тел

Трение
Химическое
воздействие
Удар
Виды электризации
Наведение
Прикосновение
Облучение

9. Действие электризации на окружающие тела

• Вещества , проводящие электрические заряды, называют проводники
(металлы , растворы солей и кислот в воде , сырая древесина , почва ,
тело человека , мокрая одежда)
• Диэлектрики- вещества ,не проводящие электрические заряды
(пластмассы , стекло , резина , каучук, воздух, керамика, химически
чистая вода)
ЭЛЕКТРИЗАЦИЯ
Вредное
Электризация
•одежды
•Волос
•бензина в
бочках
бензобаков
Полезное
•Поглащение пыли
электрофильтрами
•Электрокопчение
продуктов
•Действие
лазерного принтера
•Дактилоскопия
•В медицине

10. Электрическое поле

• Электрическое поле- особый вид материи, существующий
вокруг заряженных тел и передающий действие этих тел на
другие тела.
Свойство электрического поля
• Главное свойство электрического поля – действие его на
электрические заряды с некоторой силой
1. Поле одного заряда действует на другой заряд и наоборот.
2. По мере удаления от заряда поле ослабевает
• Сила с которой поле действует на заряженное тело, называется
электрической силой.
Fэл~q
• Модуль электрической силы прямо пропорционален
абсолютному значению заряда тела, на которое поле действует
• Из двух тел, находящихся в электрическом поле, большая сила
действует на тело с большим зарядом
• Для того чтобы обнаружить электрическое поле в той или иной
точке пространства, нужно поместить в эту точку заряженное
тело и проверить, действует ли на него электрическая сила.

11. Закон сохранения заряда

• В замкнутой системе алгебраическая
сумма зарядов всех частиц остается
неизменной.
q1 + q2 + q3 + … +qn = const
• При электризации тел происходит
перераспределение зарядов между
телами

12. Закон Кулона

• Закон Кулона : Сила взаимодействия двух точечных
неподвижных заряженный тел в вакууме прямо
пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно
пропорциональна квадрату расстояния между ними.
q1 q2
F k
- Закон Кулона
2
r
q1
F
F
r
q2
• Где k – коэффициент пропорциональности, равный
9·109 Н·м2/Кл2
• | q1| и | q2| - модули зарядов двух частиц.
• r – расстояние между частицами.
• Закон сохранения заряда
• В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов всех
частиц остается неизменной
• При электризации тел происходит перераспределение
зарядов между телами

13. Задачи

• 1.Сколько электронов содержится в капле воды массой
0,6 г? Масса молекулы воды - 3·10-23 г.
• 2. Определите, с какой силой взаимодействуют между
собой два шарика, если один из них имеет заряд - 2·10-10
Кл, а другой - 4·10-11 Кл, если они находятся на
расстоянии 2 м?
• 3. Определите расстояние, на котором находятся два
взаимодействующие между собой заряженные шарики,
если сила взаимодействия составляет 5 ·10-6 Н, а заряды
5·10-10 Кл и ·10-12 Кл соответственно
• 4. С какой силой будут взаимодействовать две капли
воды на расстоянии 1 м, если бы удалось передать
одной из капель 1% всех электронов, содержащихся в
другой капле массой 0,6 г?