Физика, основы теории (стр. 6 из 14)
| F = k | |q1| ·|q2| |
| r2 |
k – коэффициент пропорциональности.
| В СИ k = | 1 |
| 4πε0 |
k = 9·109 Н·м2/Кл2 ε0 = 8,85·10-12 Кл2/Н·м2 (ε0 – электрическая постоянная).
2. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей
Электрическое поле – вид материи, посредством которого происходит взаимодействие электрических зарядов.
Силовой характеристикой электрического поля является напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля в данной точке равна отношению силы, с которой поле действует на пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда.
.Напряженность электрического поля измеряется в
или в 
.Напряженность поля точечного заряда
.Согласно принципу суперпозиции (наложения) полей напряженность поля системы зарядов равна векторной сумме напряженностей полей, которые создавал бы каждый из зарядов системы в отдельности.
         +q1 -q2    |  |
Электрические поля могут быть изображены графически с помощью линий напряженности (силовых линий) электрического поля.
Линией напряженности электрического поля называют линию, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора напряженности в этой точке.
  | Густота линий выбирается так, чтобы количество линий, пронизывающих единицу площади поверхности, перпендикулярной к линиям площадки было равно численному значению вектора . |
3. Работа сил электростатического поля. Потенциал электростатического поля
  F dr αdl1 q´ 2r1 r2     q | Сила, действующая на точечный заряд, находящийся в поле другого заряда, является центральной. Центральное поле сил является потенциальным. Если поле потенциально, то работа по перемещению заряда в этом поле не зависит от пути, по которому перемещается заряд  а зависит от начального и конечного положения заряда  и  .Работа на элементарном пути   |
= 
.Из данной формулы следует, что силы, действующие на заряд
в поле неподвижного заряда 
, являются консервативными, т.к. работа по перемещению заряда действительно определяется начальным и конечным положением заряда.Из курса механики известно, что работа консервативных сил на замкнутом пути равна нулю.
        |    Циркуляция вектора напряженности электростатического поля по любому замкнутому контуру равна нулю. |
Потенциал
Тело, находящееся в потенциальном поле сил, обладает энергией, за счет которой совершается работа силами поля
.Следовательно, потенциальная энергия заряда
в поле неподвижного заряда 
.Величина, равная отношению потенциальной энергии заряда к величине этого заряда, называется потенциалом электростатического поля
.Потенциал является энергетической характеристикой электрического поля.
Потенциал электрического поля точечного заряда
.Потенциал поля, создаваемого системой заряженных тел равен алгебраической сумме потенциалов, создаваемых каждым зарядом в отдельности
.Заряд
, находящийся в точке поля с потенциалом 
, обладает энергией 
.Работа сил поля над зарядом
Величина
называется напряжением. Потенциал и разность потенциалов (напряжение) измеряются в вольтах (В).4. Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом
Работа сил электрического поля над зарядом
на отрезке пути 
.С другой стороны
, поэтому 
.Отсюда следует, что
. 
; 
; 
. 
. 
.