Электричество. 
Основы физики

Электростатика

Основные понятия и определения:

• 1) Электрический заряд характеризует способность тел вступать в электромагнитные взаимодействия, его величина определяет интенсивность этих взаимодействий;
• 2) Свойства электрического заряда:
  • · Существуют два типа электрических зарядов, получивших название «+» и «-»
  • · Разноименные заряды притягиваются, одноименные отталкиваются.
  • · Дискретность электрического заряда:

Заряды всех тел и частиц, вступающих в электромагнитные взаимодействия, состоят из целого числа минимальных зарядов:, где N — целое число. В природе в свободном состоянии существуют частицы, имеющие минимальный по модулю заряд, равный.

· Закон сохранения электрического заряда:

Для замкнутой системы: const;

• · Лоренц инвариантность электрического заряда: величина и знак электрического заряда одинаковы во всех И.С.О.
• 3) Относительная диэлектрическая проницаемость е среды ;
• 4) Вектор напряженности () электростатического поля — векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой поля и равная отношению кулоновской силы, действующей на пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля, к величине этого заряда;
• 5) Потенциал электростатического поля (ц) — скалярная физическая величина, являющаяся энергетической характеристикой поля и равная отношению потенциальной энергии пробного заряда, помещенного в данную точку поля, к величине этого заряда.
• 6) Принцип суперпозиции электростатических полей: вектор напряженности (потенциал) электрического поля, созданного несколькими зарядами, равен векторной сумме напряженностей (алгебраической сумме потенциалов) полей, созданных каждым зарядом в отдельности (,)

. , ;

7) Силовые линии электростатического поля Для графического изображения электростатических полей используют линии вектора — они проводятся так, чтобы в каждой точке линии вектор был направлен по касательной к ней. Линии вектора нигде не пересекаются, они начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных зарядах или уходят в бесконечность;

• 8) Эквипотенциальная поверхность — это поверхность равного потенциала, в каждой точке поверхности потенциал ц будет одинаковым. Поэтому элементарная работа по перемещению заряда q по такой поверхности будет равна нулю: dA=-dqц=0. Из этого следует, что вектор в каждой точке поверхности будет перпендикулярен к ней, т. е. будет направлен по вектору нормали ;
• 9) Закон Кулона — силы, с которыми взаимодействуют два неподвижных точечных заряда в вакууме направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды, прямо пропорциональны произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними

;

Поле точечного заряда:

10) формулы для и ц электростатического поля точечного заряда.

;

11) Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов:

;

• 12) Работа сил электрического поля: ;
• 13) Разность потенциалов: ;
• 14) Циркуляция вектора электростатического поля:

;

15) Теорема о циркуляции вектора электростатического поля.

;

18) Формула связи вектора и потенциала ц: ;