Два наэлектризованных тела действуют одно на другое
с силой, пропорциональной величине заряда или количеству электричества
на этих телах и обратно пропорционально квадрату расстояния между
телами, если собственные размеры этих тел малы по сравнению с расстоянием
между ними. Эта зависимость силы взаимодействия от величины зарядов
и расстояния межу ними была установлена опытным путем физиком Кулоном.
Позднейшие исследования показали, что сила взаимодействия между
зарядами зависит также от среды, в которой находятся заряды.
Опыты привели Кулона к установлению следующего закона: два физических
точечных заряда q1 и q2, находясь в однородной среде с относительной
электрической проницаемостью е на расстоянии r, действует один на
другой с силой F, пропорциональной произведению этих зарядов и обратно
пропорциональной квадрату расстояния между ними. физически точечными
заряды называются в том случае, если собственные размеры их малы
по сравнению с расстоянием между ними. формула Кулона имеет вид:
F =(q1q2)/(4??·?0r 2), где ?0=8,85 · 10–12Ф/м – электрическая проницаемость
пустоты. ? – относительная электрическая проницаемость. Она показывает,
во сколько раз при прочих равных условиях сила взаимодействия двух
зарядов в какой-либо среде меньше, чем в пустоте. Относительная
электрическая проницаемость – безразмерная величина.
Оценка интенсивности электрического поля производится по механическим
силам, с которыми поле действует на заряженные тела. Так как по
закону Кулона сила взаимодействия между зарядами в данной среде
зависит от величины зарядов и расстояния между ними, то за количественную
меру поля принимают механическую силу, с которой поле в данный момент
пространства действует на единичный положительный заряд, помещенный
в эту точку. Эта величина называется напряженностью электрического
поля и обозначается Е. Согласно определению Е=F/q. Приравнивая единице
один из зарядов в формуле Кулона, получим выражение для напряженности
поля Е в точке, удаленной на расстоянии rот физического точечного
заряда: Е = q/(4???0r2), а для пустоты, у которой относительная
электрическая проницаемость равна единице: Е = q/(4??0r 2).
Единица измерения напряженности – В/м.
Электрическое поле, напряженность которого в разных точках пространства
одинакова по величине и по направлению, называется однородным полем.
При изучении различных физических явлений приходится встречаться
со скалярными и векторными величинами.
Положительный электрический заряд, внесенный в поле положительно
заряженного тела шарообразной формы, удаленного от других зарядов,
будет отталкиваться по прямой линии, являющейся продолжением радиуса
заряженного тела. Помещая электрический заряд в различные точки
поля заряженного шара и отмечая траектории движения заряда под действием
его электрических сил, получаем ряд радикальных прямых, расходящихся
во все стороны. Эти воображаемые линии, по которым стремится двигаться
положительный, лишенный инерции заряд, внесенный в электрическое
поле, называются электрическими силовыми линиями. В электрическом
поле можно провести любое число силовых линий. С помощью графических
линий можно графически изобразить не только направление, но и напряженности
электрического поля в данной точке.
Количество электричества, приходящееся на единицу поверхности заряженного
тела, называется поверхностной плотностью электрического заряда.
Она зависит от количества электричества на теле, а также от формы
поверхности проводника.
|