Чтобы выяснить, от чего зависит сила взаимодействия двух зарядов, проведём опыт. Подвесим на нити гильзу из металлической фольги и сообщим ей положительный электрический заряд. Поднесём к гильзе отрицательно заряженную палочку.

experience1

1) Чем ближе подносим палочку к гильзе, тем сильнее гильза к ней притягивается.

2) Чем больше заряд гильзы и палочки, тем сильнее они притягиваются друг к другу.

 В 1785  г. Кулон, экспериментально изучая взаимодействие между маленькими заряженными шариками. Он установил закон, по которому сила может быть вычислена для точечных зарядов.

Точечный заряд — это заряженное тело, размеры которого пренебрежимо малы по сравнению с расстояниями от него до других рассматриваемых тел.

Закон Кулона

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в  вакууме прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

m7e8be06d

Силы, с которыми два точечных заряда действуют друг на друга, направлены вдоль прямой, соединяющей их, равны по модулю и противоположны по направлению.

1200px Charges repulsion attraction.svg

Сила взаимодействия зарядов зависит от свойств среды, в которой они находятся. В диэлектрике эта сила меньше, чем в вакууме при том же расстоянии между зарядами. В вакууме коэффициент пропорциональности равен

k = 9 · 109 Н·м2/Кл2

Взаимодействие заряженных тел происходит на расстоянии. В этом электрическое взаимодействие похоже на всемирное тяготение. Планеты притягиваются к Солнцу через пустоту. Учёные считают, что между планетами и Солнцем действует гравитационное поле, а между заряжёнными телами — электрическое.

Электрическое поле

Любое заряженное тело создаёт вокруг себя электрическое поле. Главное свойство электрического поля  — действие на тела, обладающие электрическим зарядом, с некоторой силой.

Силу, действующую на заряженное тело со стороны электрического поля, называют электрической силой.

Чтобы изобразить распределение электрического поля в пространстве, окружающем заряды, придумали силовые линии. Они идут по радиусам от положительного заряда к отрицательному.

force line1

Если поле образовано двумя зарядами, то линии искривляются. Они располагаются так, чтобы касательная к линии в любой точке совпадала по направлению с сумарной силой, с которой это поле действует на внесённый в него положительный заряд.

force line2 force line3

Пробный заряд — маленький положительный заряд, который не оказывает влияния на исследуемое поле.

 Чтобы исследовать само поле, а не его взаимодействие с внесёнными в него зарядами, используют физическую величину — напряжённость.

Напряжённость электрического поля — это физическая величина, равная отношению электрической силы, действующей на помещённый в элект рическое поле пробный заряд, к значению этого заряда.

 image142565446

Единица измерения напряжённости Н/Кл.

Если в пространстве существует несколько полей, то их общая напряжённость равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей. Это утверждение называют принципом суперпозиции. Принцип суперпозиции означает, что поля отдельных зарядов друг друга не искажают, а только накладываются друг на друга.

superposition

Итак, электрическое поле — силовое, т. к. оно действует на внесённые в него заряды с некоторой силой. Также оно обладает энергией — совершает работу по перемещению внесённых в него зарядов.

arrowrleft                                     arrowright