ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ В основе всего разнообразия явлений природы

четыре фундаментальных взаимодействия между элементарными частицами:
1) сильное
2) электромагнитное
3)

слабое
4) гравитационное

Каждый вид взаимодействия связывается с определенной характеристикой частицы.

Гравитационное взаимодействие зависит от масс частиц:

одной из основных, первичных ее характеристик.
Свойства электрических зарядов
1) существует

два вида электрических зарядов: положительный и отрицательный;
2) в любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма зарядов не изменяется (закон сохранения электрического заряда);
3) электрический заряд является релятивистски-инвариантным: его величина не зависит от того, движется он или покоится.
4) все заряды кратны заряду электрона: q=Ne, где N- целое число.

условиях можно пренебречь.
Закон Кулона (1785 г.)
Cила взаимодействия двух

точечных электрических зарядов q1 и q2 находящихся в вакууме на расстоянии r друг от друга, определяется выражением

где - орт радиус-вектора, направленный вдоль линии, соединяющей точечные заряды

- электрическая постоянная.

Единица заряда Кулон, Кл

- создает электрическое поле, которое проявляет себя в том, что

помещенный в какую-либо его точку другой, «пробный» заряд q0 испытывает действие силы.

Введем понятие вектора напряженности электрического поля, равного силе, с которой поле действует на единичный пробный заряд.

Размерность напряженности:

можно представить как
Принцип суперпозиции
Напряженность поля системы точечных зарядов равна

векторной сумме напряженностей полей, которые создавали бы каждый из зарядов в отдельности:

где ri расстояние между зарядом qi и точкой пространства, в которой определяется напряженность поля.

понятие о плотности зарядов - объемной , поверхностной  и

линейной .

По определению

где dq — заряд, заключенный соответственно в объеме dV, на поверхности dS и на длине dl.

Если заряд распределен по объему, то надо заменить qi на dq и  на , тогда:

интегрирование проводится по всему пространству, в котором  отлична от нуля.

Заряд кольца q.
Найдем напряженность электрического поля на оси кольца как

функцию расстояния x от его центра.

Разделим кольцо на малые участки каждый из которых можно считать точечным зарядом. Разложим вектор напряженности dE создаваемый выделенным элементом кольца на составляющие dEx и dEy. Запишем выражение для составляющей dEx от этого заряда dq в точке C:

окончательную формулу:

к ним в каждой точке совпадала с направлением вектора E,

а густота линий, т. е. число линий, пронизывающих единичную площадку, перпендикулярную линиям в данной точке, была бы пропорциональна модулю вектора E. Линиям напряженности приписывают направление, совпадающее с направлением вектора E.

Свойства силовых линий электрического поля:
1) начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных;
2) густота линий пропорциональна величине напряженности;
3) силовые линии никогда не пересекаются