Электрическое поле заряженных неподвижных тел - формулы и определение с примерами

Электрическое поле заряженных неподвижных тел:

Среди различных явлений природы особое место занимает явление электризации. Вспомним, как потертая мехом эбонитовая палочка начинает притягивать различные легкие предметы. Подобное будем наблюдать и в случае с палочкой, потертой шелком. Находящиеся на небольшом расстоянии наэлектризованные тела притягиваются или отталкиваются друг от друга. Подобные явления назвали электрическими.
О телах, между которыми существует электрическое взаимодействие, говорят, что они имеют электрические заряды.

Свойство, приобретаемое телами при электризации, называют электрическим зарядом.

Различают два вида электрических зарядов - положительные и отрицательные. Это деление условно, поскольку по проявлению своих свойств они не отличаются друг от друга, только взаимодействуют пo-разному. Тела, имеющие разноименные заряды, притягиваются друг к другу, одноименно заряженные тела - отталкиваются.

Одноименно заряженные тела отталкиваются, разноименные - притягиваются.    

Единицей электрического заряда является кулон (Кл).
Электрический заряд макроскопического тела можно изменять - увеличивать или уменьшать. Но минимальной границей значения электрического заряда является заряд электрона (е =-1,6 ∙ 10^-19 Кл). Заряд электрона отрицателен.

Заряд электрона равен - 1,6 ∙ 10^-19 Кл.

Значение заряда в формулах для макроскопических тел обозначается латинской буквой Q. Эта величина всегда кратна значению заряда электрона. Поэтому значение электрического заряда любого тела можно выразить формулой

Q = N • е,

где N количество электронов; е - значение заряда электрона.

Тела с отрицательным зарядом содержат избыток электронов, а с недостачей электронов - имеют положительный заряд. Т. е. электризация объясняется наличием электронов в теле. У отрицательно заряженных тел электронов больше, чем положительных протонов. У положительно заряженных тел протонов больше, чем электронов. У электрически незаряженных тел отрицательный заряд всех их электронов скомпенсирован положительным зарядом ядер атомов, из
которых они состоят.

Рассмотрим подробнее процесс взаимодействия электрически заряженных тел. Для этого укрепим металлический шар на стержне электрометра и зарядим его от эбонитовой палочки, потертой мехом. Стрелка электрометра отклонится от положения равновесия и покажет, что шар имеет электрический заряд. Подвесим на тонкой нити легкую металлическую гильзу и начнем подносить ее к шару. На некотором расстоянии между ними станет заметным взаимодействие — нить отклонится от вертикали на некоторый угол (рис. 1.1).

Если одноименно заряженные металлические листочки подвесить на нитях и расположить под колпаком вакуумного насоса, из-под которого выкачан воздух, то они также будут взаимодействовать между собой (рис. 1.2).

Каков же механизм этого взаимодействия? Многие ученые посвятили свою жизнь поиску ответа па этот вопрос. Выдающийся английский ученый M. Фарадей, обобщив все известные и то время знания об электричестве, предположил, что каждое тело, обладающее электрическим зарядом, имеет свое электрическое поле.

Электрическое поле - особый вид материи, посредством которого происходит взаимодействие между заряженными телами. Оно связано с каждым заряженным телом и обеспечивает действие одного заряженного тела на другое.

Каковы же свойства электрического поля?
Главным свойством электрического поля является его материальность, поэтому оно действует на все электрически заряженные тела. Согласно современным научным воззрениям, сложившимся как обобщение многочисленных экспериментальных и теоретических исследований, взаимодействие между телами происходит потому, что на каждое из них действует поле его "соседа".

Любые изменения в электрическом поле распространяются со скоростью света.

Если состояние одного из наэлектризованных тел изменяется, то изменяются и характеристики его электрического поля. Они происходят не мгновенно, а с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.
Теоретическими исследованиями английского физика Дж. Максвелла было установлено, что существует единое электромагнитное поле, отдельным проявлением которого является поле электрическое. Если в некоторой системе заряженное тело неподвижно, то его ноле называют электростатическим.

Электрическое поле является отдельным проявлением более сложного электромагнитного поля.