Электрический заряд, Закон Кулона

1. Електричний заряд.
Закон збереження
електричного заряду

2. Електричний заряд – це фізична
величина, яка визначає інтенсивність
електромагнітної взаємодії.
Фото бурштина
Носієм від’ємного заряду
в атомі є електрони,
носіями позитивного
заряду - протони
+ + + + - - - - -
Ебоніт
+ Скло - - - - -
+ + + + +
- - - - + + + +
- шовк + хутро +
- - - - Дослід +
+ + +

3. При електризації тертям відбувається
перерозподіл електронів між
нейтральними, в початковий момент,
тілами.
В замкнутій системі алгебраїчна сума
всіх зарядів залишається незмінною.
q1 + q2 + q3 + … + qn = const
або
n
∑
i =1
qi = const
Дослід

4. Електростатикою називається розділ електродинаміки,
що вивчає взаємодію нерухомих електричних зарядів.
Досліди
Однойменні заряди
Різнойменні заряди
+ -
+- +-
Дослід
Теорія
F F
+ +
де F – сила взаємодії точкових нерухомих
електричних зарядів
F F
+ -
Як виміряти цю силу ?

5. Закон Кулона (1785)
Шарль Огюстен Кулон
(1736 – 1805)

6. Крутильні терези

7. F F
+ +
q1 q2
r
q1 ⋅ q2
F =k 2
r
де F – cила взаємодії точкових зарядів (Н),
|q1|, |q2| - модулі точкових зарядів (Кл),
r – відстань між точковими зарядами (м)
1 H ⋅ м2
k= = 9 ⋅109 - коефіцієнт пропорційності
4πε 0 Кл 2
Кл 2
ε 0 = 8,85 ⋅10 -12
- електрична стала
Н ⋅м 2

8. Fвакуум
ε= - Діелектрична проникність середовища
Fсередовище
Закон Кулона
q1 ⋅ q2
F =k
εr 2
Сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів
прямо пропорційна до добутку модулів цих зарядів
і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

9. Одиниця вимірювання
електричного заряду
СІ: [q] = Кл (Кулон)
1 Кулон – це заряд, що проходить через провідник
за 1 с при силі струму 1 А
е = - 1,6∙10-19 Кл - заряд електрона
m = 9,1∙10-31 кг - маса електрона
Дослід

10. Задача 488 (Савченко). У повітрі на певній відстані одна від одної
перебувають дві маленькі кульки однакового розміру, що мають
заряд q1 = +0,5 мкКЛ і q2 = - 0,1 мкКл. Кулькам надали руху і вони
зіткнулися, а потім розійшлися на відстань r=10 см. Визначити силу
взаємодії кульок. Діелектрична проникність повітря ε=1.
Дано: Після зіткнення кульок їхні заряди стали однаковими
q1 + q2
q=
q1 = +0,5 мкКЛ 2
Кульки взаємодіють із силою
q2 = - 0,1 мкКл
q2 ( q1 + q2 ) 2
r = 10 cм F =k 2 =k
ε=1 εr 4εr 2
k = 9∙10 9 H∙м2/Кл2 0,5 мкКл=0,5∙10-6 Кл
- 0,1 мкКл= - 0,1∙10-6 Кл
10 см=0,1 м
H ⋅ ì 2 (0,5 ⋅10 −6 Êë − 0,1 ⋅10 −6 Êë ) 2
Знайти: F = 9 ⋅109
Êë 2 4 ⋅1 ⋅ (0,1ì ) 2
F-?
Відповідь: F=3,6∙10-2 H