Основной закон электростатики – закон Кулона:
,где
,
– модули точечных зарядов,
– расстояние между зарядами,
– коэффициент пропорциональности, численно равный в системе СИ
. Закон Кулона справедлив только для точечных зарядов. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами зависит от модулей зарядов. В современной физике считается, что вокруг каждого заряда существует электростатическое поле. Сила Кулона не может служить характеристикой поля, поскольку зависит от свойств не только источника
, но и того заряда, который внесён в поле
. Для характеристики поля определяют две величины:
1) напряжённость поля – силу, действующую на единичный положительный заряд:
.Напряжённость – векторная величина. За направление вектора напряжённости принимают направление силы, действующей на положительный заряд.
Для поля точечного заряда напряжённость
.2) потенциал – работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки поля в бесконечность:
.Для поля точечного заряда
.Если электростатическое поле создаётся системой точечных зарядов, то результирующую напряжённость можно найти по принципу суперпозиции – напряжённость результирующего поля равна векторной сумме напряжённостей отдельных полей:
.Все вещества можно разделить на две группы, в зависимости от их поведения во внешнем электрическом поле:
1) проводники – при помещении их в электрическое поле внутри вещества напряжённость результирующего поля становится равной нулю;
2) диэлектрики – при помещении этих веществ в электрическое поле результирующая напряжённость внутри вещества оказывается в
раз меньше, чем в вакууме,
– диэлектрическая проницаемость вещества.
При сообщении проводнику заряда
его потенциал изменяется на
, причём отношение сообщённого заряда к изменению потенциала для данного проводника остаётся неизменным. Это отношение принято называть электроёмкостью проводника (измеряется в Фарадах (Ф)):
.Электроёмкость плоского конденсатора:
,где
– площадь перекрывания пластин конденсатора,
– расстояние между пластинами,
Ф/м. Если конденсаторы соединены параллельно, то ёмкость такой системы равна сумме ёмкостей отдельных конденсаторов. Если соединение последовательное, то складываются величины, обратные ёмкостям.
