Закон Кулона
Закон, который описывает силы электрического взаимодействия между зарядами, открыл в 1785 году Шарль Кулон, проводивший многочисленные опыты с металлическими шариками. Одна из современных формулировок закона Кулона звучит следующим образом:
«Сила взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна произведению их величин и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Если заряды разных знаков, то они притягиваются, а если одного – отталкиваются.»
Формула, иллюстрирующая данный закон:
*Второй множитель (в котором присутствует радиус-вектор) нужен исключительно для определения направления воздействия силы.
F 12 – сила, которая действует на 2-й заряд со стороны первого;
q 1 и q 2 - величины зарядов;
r 12 – расстояние между зарядами;
k – коэффициент пропорциональности:
ε 0 – электрическая постоянная, иногда ее называют диэлектрической проницаемостью вакуума. Примерно равна 8,85·10-12 Ф/м или Кл2/(H·м2).
ε – диэлектрическая проницаемость среды (для вакуума равна 1).
Следствия из закона Кулона
· существует два вида зарядов – положительные и отрицательные
· одинаковые заряды отталкиваются, а разные – притягиваются
· заряды могут передаваться от одного к другому, так как заряд не является постоянной и неизменной величиной. Он может изменяться в зависимости от условий (среды), в которых находится заряд
· для того, чтобы закон был верным, необходимо учитывать поведение зарядов в вакууме и их неподвижность
Наглядное представление закона Кулона:
Закон сохранения зарядов
Закон сохранения зарядов гласит, что заряды не появляются из неоткуда и не исчезают в никуда, а просто переходят от одного к другому или, выражаясь более научным языком – для замкнутой системы алгебраическая сумма зарядов всегда остается постоянной.
Электрическое поле – это пространство где проявляется действие электрических сил. Графически электрическое поле можно изобразить электрическими силовыми линиями.
Силовые линии электрического поля
Основная единица
электрического заряда один кулон q – 1кл.
1кл = 6,3 × 1018 электронов.
Заряды, имеющие одноимённое значение отталкиваются, а разноименные притягиваются. В радиотехнике применяются поля ускоряющие и тормозящие.
Параметры электрического поля
Потенциал – φ – это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду.
| φ = | A q | = | 1Дж 1кл | = 1B |
Основная единица потенциала ровна 1в.
Разность потенциалов между двумя точками называется напряжение.
· U – напряжение
· φ 1 – φ 2 = U
· U = 1в
· 1в = 10 3 мв = 10 6 мкв
· 1кв = 10 3 в
Разность потенциалов бывает между одноимёнными зарядами и разноимёнными.
φ 1 = 10ед
| φ 2 = 3ед φ 3 = -7ед | φ = 0 |
· φ 1 – φ 2 = +10 – (+3) = +7ед
· φ 2 – φ 1 = 3 – (+10) = –7ед
· φ 1 – φ 3 = 10 – (–7) = 17ед
На управляющей сетке U относительно катода имеет отрицательный знак так как напряжение на сетке меньше а 25в чем на катоде.
Напряженность электрического поля
Напряжённость – это отношение силы, с которой электрическое поле действует на заряд к величине этого заряда.
| E = | F q |
· Если E ровняется cons+ то поле называется однородное.
· Если E ровно не cons+ то поле называется не однородное.