ρσ

Elektryczne właściwości ciał

• Każde dwa naelektryzowane ciała oddziałują wzajemnie siłami elektrycznymi

• Ładunek pojedynczego elektronu jest ładunkiem elementarnym, tzn. że wartość bezwzględna każdego ładunku jest całkowitą wielokrotnością bezwzględnej wartości ładunku elektronu

q=ne, gdzie n = 1, 2, 3…, a e ≈1,6∙10^-19 C (a zatem 1 C= 6,25∙10¹⁸e)

• W przewodniku część elektronów odłącza się od swoich macierzystych atomów, które stają się przez to jonami dodatnimi. Uwolnione elektrony tworzą tzw. gaz elektronowy (elektrony przewodnictwa). Typowe przewodniki - metale

• W izolatorach elektrony są silnie związane w swoich atomach, nie istnieją tam ładunki swobodne. Izolatory nie przewodzą prądu. Izolatory to np. szkło, bawełna, jedwab, tworzywa sztuczne

• I przewodniki i izolatory można naelektryzować poprzez wprowadzenie lub odebranie pewnej liczby elektronów. W przewodnikach te dodatkowe ładunki mogą się swobodnie przemieszczać, a w izolatorach pozostają w tych miejscach, na które je wprowadzono.

• Ebonit ładuje się ujemnie, szkło dodatnio.

• Sposoby elektryzowania ciał: przez tarcie ∙ przez dotyk ∙ przez indukcję

Wzajemne oddziaływanie ciał naelektryzowanych

• Siła wzajemnego oddziaływania dwóch ładunków punktowych można wyrazić wzorem

F=k

• Powyższa zależność nosi nazwę prawa Coulomba. Stała k dla powietrza lub próżni wynosi

k=9∙10⁹

• 
  Przenikalność elektryczna

k=

• Jeśli ciało jest elektrycznie obojętne, wytwarza wokół siebie tylko pole grawitacyjne. Jeśli ciało jest naelektryzowane, stanowi także źródło pola elektrostatycznego.

• Wraz ze wzrostem odległości r ładunku q od środka kulki Q (źródła pola elektrostatycznego) wartość siły F maleje jak
  

• Linie proste, wzdłuż których na ładunek q działa siła elektrostatyczna, to linie pola elektrostatycznego. Zwrot takich linii zawsze skierowany jest od ładunku dodatniego/do ładunku ujemnego.

• Pole wytworzone przez spoczywające ładunki punktowe i naładowane jednorodnie [powierzchownie/objętościowo] ciała kuliste nazywamy polem centralnym.

• Na przewodnikach o innym kształcie niż kula ładunek nie jest rozłożony równomiernie: najwięcej ładunków gromadzi się na wystających częściach przewodnikach (np. na ostrzach)

• Izolatory elektryzują się przez pocieranie

• Procesy elektryzowania ciał polegają na przepływie ładunku z jednego ciała na drugie lub z jednej części ciała na drugą, nie z jego wytwarzaniem.

• Zasada zachowania ładunku: całkowita ilość ładunku w układzie ciał izolowanych elektrycznie od innych ciał jest stała.

Natężenie pola elektrostatycznego

• Natężenie pola elektrostatycznego jest to stosunek siły działającej na umieszczony w tym punkcie próbny ładunek do tego ładunku

• Wartość natężenia jest wprost proporcjonalna do ładunku źródła pola i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości punktu, w którym badamy pole od środka źródła pola

• 
  

• Wewnątrz kuli i innych naładowanych przewodników natężenie pola jest równe zeru.

Zasada superpozycji pól

• Natężenie pola elektrostatycznego wytworzonego przez kilka ładunków możemy obliczyć w każdym punkcie przestrzeni jako sumę wektorów natężeń pól wytworzonych w tym punkcie przez każdy ładunek z osobna.

• Pomiędzy dwiema równoległymi płytami metalowymi, naładowanymi ładunkiem o tej samej wartości i przeciwnych znakach powstaje pole jednorodne. Linie tego pola są do siebie równoległe, a natężenie jest w każdym punkcie jednakowe, niezależnie od odległości płyt

Praca w centralnym polu elektrostatycznym

• Praca w centralnym polu elektrostatycznym nie zależy od toru, tylko o jego rzutu na kierunek linii pola.

• Pole elektrostatyczne jest polem zachowawczym

• We wzorze na pracę siły zewnętrznej ładunki podstawiamy razem z ich znakami.

• Potencjalna energia elektrostatyczna ładunku w dowolnej odległości r od środka źródła pola centralnego

• Ogólny wzór na pracę w polu elektrostatycznym

• Napięcie pola

= El

• Praca pola elektrostatycznego

• 
  1 elektronowolt jest to praca jaką wykonuje siła pola elektrostatycznego, przesuwając cząstkę o ładunku równym jednemu ładunkowi elementarnemu między dwoma punktami pole elektrycznego, między którymi istnieje różnica potencjałów 1 wolta

Potencjał pola elektrostatycznego

• Potencjałem danego punktu pola elektrostatycznego nazywamy stosunek energii potencjalnej ładunku q w tym punkcie pola do tego ładunku

• Jednostką potencjału jest wolt

---