3 of 16

Силова взаємодія заряджених тіл. �

До складу усіх тіл в природі входять заряджені частинки.
Якщо тіло не заряджене, кількість позитивних та негативних частинок однакова.
Якщо тіло заряджене негативно, то в ньому більше негативно заряджених частинок, ніж позитивних, та навпаки, якщо тіло заряджене позитивно, то у ньому більше позитивно заряджених частинок.
Такий стан тіла називають наелектризованим.

Заряджений атом називають іоном.

Процес перетворення нейтрального атому в іон - іонізація

електрони

нейтронів

4 of 16

Силова взаємодія заряджених тіл. �

Кількісно наелектризованість тіла визначимо сумарним зарядом Q:
Q = Σe +Σp [Кл]
,де Σе — сума негативних, а Σp — позитивних зарядів, Q – електричний заряд.
Електричний заряд (q ) – це фізична величина, яка характеризує властивість заряджених тіл, котра проявляється в їхній взаємодії один з одним.
Одиниця виміру заряду в СІ – 1 Кл (1 кулон)
1 кулон – це заряд, що протікає через поперечний переріз провідника протягом 1 с при силі постійного струму в 1 А (1 ампер).

5 of 16

Силова взаємодія заряджених тіл. �

Явище взаємодії заряджених тіл відкрив французький фізик Шарль Дюфе в 1730 році.
Взаємодія заряджених тіл: тіла, що мають електричні заряди однакового знаку, взаємно відштовхуються, а тіла, що мають заряди протилежного знаку, – взаємно притягуються.
Сили взаємодії між зарядами називають електростатичними.

6 of 16

Електричне поле.�

У просторі навколо електрично зарядженого тіла існує електричне поле.
Заряджені тіла взаємодіють за допомогою електричного поля, що існує навколо них і є особливою формою матерії.
Про наявність електричного поля та його інтенсивність можна судити по механічній силі F, що діє на заряджену частинку q, що знаходиться в цьому полі.

7 of 16

Закон Кулона.

Сила взаємодії F пропорційна величині взаємодіючих зарядів q1 і q2 і обернено пропорційна квадрату відстані r між ними
Сила взаємодії між зарядами залежить від електричних властивостей середовища, у якому знаходяться заряди.

8 of 16

Закон Кулона.

де F - сила взаємодії між електричними зарядами, Н;

q - величина заряду, К;

εа - величина, що характеризує середовище між зарядами, називається абсолютною діелектричною проникністю середовища.

Для порожнечі абсолютна діелектрична проникність має мінімальне значення і її прийнято позначати ε0.

Абсолютну діелектричну проникність середовища εc порівнюють з абсолютною проникністю порожнечі ε0. Відносна діелектрична проникність є величиною безрозмірною:

ε = εa/ε0

Відносна діелектрична проникність є табличною величиною.

9 of 16

Значення відносної діелектричної проникності

10 of 16

Задача

Визначити силу взаємодії між двома зарядами, які знаходяться в порожнечі на відстані 5 см один від одного. Величина зарядів дорівнює 2⋅10^-8 Кл та 3⋅10^-5 Кл.

Ті ж заряди вміщені на тій самій відстані в керосин, будуть взаємодіяти між собою з силою

11 of 16

Силові лінії електричного поля.�

Про наявність електричного поля та його інтенсивності можна судити по механічній силі F, що діє на заряджену частинку q, що знаходиться в цьому полі.
Електричне поле умовно зображують у вигляді електричних силових ліній.
Електричне поле характеризується в кожній точці простору значенням вектора напруженості поля i значенням потенціалу .

12 of 16

Силові лінії електричного поля.�

Уявні лінії, за якими прагне рухатися позитивний, позбавлений інерції заряд, внесений в електричне поле, називаються електричними силовими лініями.
За допомогою силових ліній можна графічно зобразити не тільки напрямок, але і величину напруженості електричного поля в даній точці.
Силові лінії завжди розімкнені, тобто обов'язково мають початок і кінець або йдуть у нескінченність.
Додатним напрямом їх вважається напрям від позитивно заряджених тіл, де вони починаються, до негативно заряджених тіл, де вони закінчуються.

13 of 16

Напруженість електричного поля. �

Напруженість електричного поля як будь-яка механічна сила характеризується як чисельним значенням, так і напрямком у просторі, тобто є векторною величиною.
Якщо у формулі Кулона один із зарядів прийняти рівним одиниці, то ми отримаємо силу, що діє на одиницю заряду, тобто напруженість електричного поля.

Про наявність електричного поля та його інтенсивності можна судити по механічній силі F, що діє на заряджену частинку q, що знаходиться в цьому полі.
Механічна сила, з якою поле діє на одиничний позитивний заряд, поміщений в даній точці, називається напруженістю електричного поля і позначається буквою ε.
ε = F/q, Н/Кл =В/м

14 of 16

Потенціал.�

Нехай ми маємо нескінченне рівномірне електричне поле. У точці М поміщений заряд +q, який під дією електричних сил поля переміщатиметься в напрямі поля на нескінченно велику відстань.
На це переміщення заряду буде витрачена енергія електричного поля, тобто, виконана певна робота
Потенціалом даної точки поля називається робота, яку витрачає електричне поле, коли воно переміщує позитивну одиницю заряду з даної точки поля в нескінченно віддалену точку.

15 of 16

Робота. �

А = qϕ (Дж)
Щоб перемістити 10 кулонів електрики з точки А з потенціалом 20 В в точку С з потенціалом 15 В, поле повинно здійснити роботу
А = 10⋅(20 - 15) = 50 Джоулів,
або
А = q(φ₁ - φ₂) Джоулів.

Різниця потенціалів двох точок поля φ₁ - φ₂ називається напругою, вимірюється в вольтах і позначається літерою U.
A = qU.

16 of 16

Робота

Для того щоб заряд q перемістити уздовж ліній поля з однієї точки однорідного поля в іншу, що знаходиться на відстані L, потрібно виконати роботу

A = FL = εqL;
Де F– сила, Н
L- пройдений шлях, м
Так як A = qU, то U = εL,
звідкіля ε = U/L.