Структура Вселенной формируется гравитационным притяжением, но только эта сила привела бы к неограниченному сжатию. Чтобы размеры тел оставались стабильными, необходима сила отталкивания. К таким силам можно отнести силы электромагнитного взаимодействия. Они вызывают притяжение и отталкивание частиц. Электродинамика - область физики, которая изучает электромагнитное взаимодействие заряженных частиц. Электростатика – раздел электродинамики, изучающий взаимодействие неподвижных (статических) электрических зарядов.

Что же такое электрический заряд? Для создания представления необходимы начальные сведения, знания, опыты, эксперименты и гипотезы.

Электрическое взаимодействие (в отличие от гравитационного) – это не только взаимное притяжение, но и отталкивание.

Проведем эксперимент: эбонитовую палочку, наэлектризованную трением, подносим сначала к одному «султанчику», затем ко второму. Увидим, что листочки будут отталкиваться, когда «султанчики» будем подносить друг к другу (рис.1).

Второй «султанчик» электризуем палочкой, изготовленной из стекла, потертую о шелк. Поднесем его к первому «султанчику», и увидим притяжение их листочков (рис. 2, 3).

Существующие в природе электрические заряды (положительные и отрицательные) можно подтвердить этими опытами.

Условились считать заряд, который получается на стеклянной палочке, потертой о шелк, положительным +q, а заряд, полученный на эбоните, потертом о шерсть, отрицательным –q.

Тела, имеющие электрический заряд, взаимодействуют друг с другом следующим образом:

·притягиваются, если имеют заряды противоположного знака (рис. 4);

·отталкиваются, если они имеют заряды одинакового знака (рис. 5).

В процессе электризации разных тел сила взаимодействия между телами будет больше (если тело имеет большой заряд) или меньше (если тело имеет маленький заряд). Таким образом, заряд – это физическая величина, и единицей измерения заряда принято считать 1 кулон (1Кл).

Электрический заряд – это физическая мера, характеризующая свойства заряженных тел взаимодействовать друг с другом.

Самая маленькая порция заряда – элементарный заряд, он равняется 1,6 · 10-19 Кл. Меньше этой величины не может быть заряд никакого тела.

Если наэлектризовать эбонитовую палочку шерстяной варежкой, а шелковым платком стеклянную палочку, то подвесив палочки на нитях, можно увидеть, что:

• эбонит и шерсть притягивают друг друга;

• стекло и шелк притягивают друг друга;

• стекло и шерсть отталкиваются друг от друга;

• эбонит и шелк отталкиваются друг от друга.

Два тела наэлектризуем трением, при этом они заряжаются равными по модулю и противоположными по знаку зарядами. Благодаря контакту первое тело теряет электроны, другое приобретает их. Этим можно объяснить, почему на одном теле будет избыток электронов (отрицательный заряд), а на другом - недостаток (положительный заряд).

Вывод: если тело заряжено отрицательно, то у него имеется избыток электронов, если же оно

заряжено положительно, то у него недостаток электронов.

Два наэлектризованных тела притягиваются или отталкиваются, это зависит от того, каким способом они наэлектризованы. Тела, которые электризуются с помощью трения, всегда только притягиваются.

В проводниках некоторые электроны могут перемещаться от одного атома к другому, этот процесс происходит по причине того, что электроны слабо связаны с атомным ядром. Их называют свободными. Именно эти атомы обеспечивают перенос заряда (проводимость).

В диэлектриках практически нет проводимости, т.к. в них почти нет свободных электронов и "некому" переносить заряд.

По электрическим свойствам все вещества можно разделить на два вида:

1. Диэлектрики – вещества, которые не имеют свободных зарядов и не позволяют заряду одного тела "перетекать" на другие тела.

2. Проводники – это тела и вещества, в которых существуют свободные заряженные частицы; они могут перемещаться, при этом переносят заряд в другие части тела либо к другим телам.

По способности проводить заряды вещества можно разделить на проводники: металлы, почва, растворы солей и кислот и т. п., и непроводники (диэлектрики): фарфор, эбонит, стекло, газы, пластмассы и т. п. К полупроводникам относят ряд веществ, проводимость которых зависит от внешних условий (температуры, освещенности, наличия примесей).

Электрометр – это прибор для обнаружения электрических зарядов и определения их приблизительной величины (Рис. 6).

Чтобы определить, заряжено тело или нет, можно воспользоваться электрометром. Для этого нужно поднести тело к шару А, если тело заряжено, то стрелка В отклонится. Почему же она отклоняется? Допустим, тело обладало отрицательным зарядом, т.е. на теле был избыток электронов. При соприкосновении с шаром часть электронов переместится на электрометр. Шар станет отрицательно заряженным. Шар соединен со стержнем, а стержень - со стрелкой, и все они являются проводниками, электроны переместятся на стержень, а затем и на стрелку. Пластмассовая пробка поможет в изоляции системы шар, стержень, стрелка. Следовательно, стержень и стрелка получат одноименный отрицательный заряд и будут отталкиваться, тем самым стрелка отклонится. Причем, чем больше будет заряд, тем больше будет угол отклонения стрелки. Электрометр позволяет только оценить величину заряда, т.е. сказать, что у одного тела заряд больше, чем у другого. С помощью электрометра нельзя определить наличие маленького заряда, т.к. при малом заряде силы отталкивания одноименных зарядов будет недостаточно для отклонения стрелки, т.е. с помощью электрометра невозможно определить наличие маленького заряда. Почему же стрелка при отсутствии заряда возвращается в исходное положение? Стрелка будет стремиться принять вертикальное положение, так как точка подвеса стрелки находится выше центра тяжести.

1. В природе существует два рода электрических зарядов – положительный и отрицательный.

2. Тела отталкиваются, если имеют электрические заряды одинакового знака. А тела, которые имеют заряды противоположного знака, притягиваются.

3. Существует элементарный заряд, который равен 1,6 · 10 – 19 Кл.

4. По электрическим свойствам все вещества разделяются на: диэлектрики и проводники.

5 Специальный прибор –электрометр – служит для обнаружения электрических зарядов и приблизительного определения их величины.