17,18 лекция.Электродинамиканың негізгі ұғымдарын әдістемелік тұрғыда талдау. Электростатика дегеніміз қозғалмайтын электр зарядтарының өзара әсерін және тұрақты электр өрісінің қасиетін зерттейтін физика бөлімі.
Электр заряды. Электр заряды дегеніміз дененің немесе бөлшектің электромагниттік әсерге қабілетін сипаттайтын дененің ішкі қасиеті.
Электр өрісінің заряды – Кулон (Кл) – бұл ток күші 1А болған кезде өткізгіштің көлденең қимасы арқылы 1 сек уақыт ішінде өтетін электр заряды.
Элементар (минимал) электр заряды дегеніміз Кл.
Теріс таңбалы элементар зарядты тасушы – электрон. Оның массасы кг. Элементар оң таңбалы зарядты тасушы – протон. Оның массасы кг.
Тәжірибе жүзінде тағайындалған электр зарядының мынадай негізгі қасиеттері бар:
Запрядтың екі түрі бар: оң және теріс. Аттас зарядтары тебіледі, әр аттас зарядтар тартылады.
Электр заряды инвариантты – оның шамасы санақ жүйесіне байланысты емес, яғни ол қозғалады ма, әлде тыныштықта болады ма.
Электр заряды дискретті – кез-келген дененің заряды элементар зарядқа бүтін еселі болады.
Электр заряды аддитивті – кез-келген денелер жүйесінің заряды (бөлшек) осы жүйеге енетін денелер (бөлшектер) зарядының қосындысына тең.
Электр заряды зарядтың сақталу заңына бағынады; кез-келген тұйық жүйедегі электр зарядының алгебралық қосындысы берілген жүйе ішінде қандай процесс жүрсе де өзгеріссіз қалады.
Берілген жағдайда тұйық жүйе деп сыртқы денелермен заряд алмаспайтын жүйені айтады.
Электростатикада нүктелік электр заряды деген физикалық модель пайдаланылады. Бұл берілген жағдайда өлшемі мен формасы елеусіз зарядталған дене.
Кулон заңы. Нүктелік зарядтардың өзара әсерлесу заңы – Кулон заңы: Вакуумда тыныштықта тұрған, нүктелік екі зарядтың өзара әсерлесу күші , және зарядтарға пропорционал және олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал.
күші өзара әсерлесетін екі зарядты қосатын түзу бойымен бағытталады, яғни центральді болып табылады. әр аттас болған кезде тартылады, аттас болған кезде тебіледі ( ). заряды тарапынан зарядына әсер ететін күш векторлық түрде:
зарядына заряды тарапынан әсер ететін күш
- фундаментальды физикалық тұрақтылар қатарын жататын электрлік тұрақты:
немесе . Онда: .
мұндағы фарад (Ф) – электр сыйымдылығының өлшем бірлігі.
Егер әсерлесетін зарядтар изотропты ортада орналасса, онда кулондық күш
мұндағы - ортаның диэлектрлік өтімділігі - өлшемсіз шама, ол берілген ортадағы зарядтардың өзара әсерлесу күші , вакуумдағы әсерлесу күшінен қанша есе аз екендігін көрсетеді.
Электр зарядының көлемдік тығыздығы ,
мұндағы, - зарядталған дененің көлемі аздаған элементінің заряды.
