Zasada zachowania ładunku.

Jedną z konsekwencji zasady zachowania ładunku jest pierwsze prawo Kirchhoffa. Zasada ta stwierdza, że w izolowanym układzie ciał całkowity ładunek elektryczny, czyli suma algebraiczna ładunków dodatnich i ujemnych, nie ulega zmianie. Co za tym idzie, zmiana ładunku układu może zachodzić tylko na drodze przepływu ładunku.

Pole elektryczne ładunku punktowego i układu ładunków punktowych.

a) Prawo Coulomba:

Jeśli dwie naładowane cząstki (zwane także ładunkami punktowymi) o ładunkach q₁i q₂ znajdują się w odległości r, to siła elektrostatyczna przyciągania lub odpychania między nimi ma wartość:

$$\mathbf{F = k}\frac{\left| \mathbf{q}_{\mathbf{1}} \right|\left| \mathbf{q}_{\mathbf{2}} \right|}{\mathbf{r}^{\mathbf{2}}}$$

gdzie k jest stałą = 1/4πε₀.

b) Linie siły pola:

Linie pola elektrycznego nie istnieją w rzeczywistości, są jedynie formą zobrazowania zagadnienia pola elektrycznego. Linie te wychodzą od ładunku dodatniego i są skierowane ku ujemnemu. Ładunki jednoimienne się odpychają, różnoimienne przyciągają.

$$\mathbf{E =}\frac{\overrightarrow{\mathbf{F}}}{\mathbf{q}_{\mathbf{0}}}$$

gdzie: E – natężenie pola elektrycznego, F – siła działająca na dodatni ładunek próbny, q₀ – ładunek próbny.

c) natężenie pola elektrycznego wytwarzanego przez ładunek punktowy:

Wartość natężenia pola elektrycznego E wytworzonego przez ładunek punktowy q w odległości r wynosi:

$$\mathbf{E =}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{4}\mathbf{\pi}\mathbf{\varepsilon}_{\mathbf{0}}}\frac{\left| \mathbf{q} \right|}{\mathbf{r}^{\mathbf{2}}}$$

gdzie ε₀ – przenikalność elektryczna próżni.

Ruch ładunku w jednorodnym polu elektrycznym: wyprowadź wzór na równanie toru elektronu w przypadku gdy wpada on w obszar jednorodnego pola elektrycznego z prędkością prostopadłą do linii sił.

Pod wpływem jednorodnego pola, gdzie prędkość elektronu jest prostopadła do wektora natężenia pola, kierunek zostanie zakrzywiony w stronę dodatnią. Jeżeli porusza się z prędkością v_x, to w polu będzie to stała prędkość, zaś v_y będzie ruchem przyspieszonym.

$${\mathbf{x}\left( \mathbf{t} \right)\mathbf{= vt\ \ \ \ \ \ \ \ y}\left( \mathbf{t} \right)\mathbf{= h \pm}\frac{\mathbf{\text{qE}}\mathbf{t}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{2}\mathbf{m}}\backslash n}{\mathbf{y = h \pm}\frac{\mathbf{\text{qE}}}{\mathbf{2}\mathbf{m}\mathbf{v}^{\mathbf{2}}}\mathbf{x}^{\mathbf{2}}\backslash n}{\mathbf{\alpha =}\frac{\mathbf{\text{qE}}}{\mathbf{2}\mathbf{m}\mathbf{v}^{\mathbf{2}}}\backslash n}{\mathbf{y = \alpha*}\mathbf{x}^{\mathbf{2}}\mathbf{\pm h}}$$

Dipol elektryczny w jednorodnym polu elektrycznym.

a) Moment dipolowy dipola elektrycznego – definicja:

Elektryczny moment dipolowy p dipola elektrycznego definiuje się jako wektor skierowany od ujemnego do dodatniego ładunku dipola.

b) Moment sił działających na dipol w jednorodnym polu elektrycznym:

M = p x E

c) Energia potencjalna dipola elektrycznego:

E_p= − pE

Energia potencjalna jest określona tak, że przyjmuje wartość równą zeru, gdy moment p jest prostopadły do natężenia E.