|
Kada su tijela naelektrizirana, zakon održanja električnog naboja. Ovaj zakon vrijedi za zatvoreni sustav. U zatvorenom sustavu algebarski zbroj naboja svih čestica ostaje nepromijenjen
. Ako se naboji čestica označavaju s q 1, q 2 itd. tada je q 1
+q 2
+q 3
+ … + q n= konst. Osnovni zakon elektrostatike je Coulombov zakonAko je udaljenost između tijela višestruko veća od njihove veličine, tada ni oblik ni veličina nabijenih tijela ne utječu bitno na međudjelovanja među njima. U tom se slučaju ta tijela mogu smatrati točkastim tijelima. Jakost međudjelovanja između nabijenih tijela ovisi o svojstvima medija između nabijenih tijela. Sila međudjelovanja između dva točkasta nepokretna nabijena tijela u vakuumu izravno je proporcionalna umnošku modula naboja i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih. Ta se sila naziva Coulombova sila. |q 1
| i | q 2
| - moduli naboja tijela, r– udaljenost između njih, k– koeficijent proporcionalnosti. F-
interakcijska sila 
Sile međudjelovanja između dva stacionarna točkasta nabijena tijela usmjerene su duž pravca koji povezuje ta tijela. 
Jedinica električnog nabojaJedinica struje je amper. Jedan privjesak(1
Cl) je naboj koji prolazi kroz poprečni presjek vodič na struju 1 A g [Coulomb=Cl] 
e=1,610 -19 C
  - električna konstanta
BLIZU I AKCIJA NA DALJINU Pretpostavka da se interakcija između međusobno udaljenih tijela uvijek odvija uz pomoć međukarika (ili medija) koji prenose interakciju od točke do točke je suština teorije kratkog dometa djelovanja. Distribucija konačnom brzinom. Teorija izravnog djelovanja na daljinu izravno kroz prazninu. Prema ovoj teoriji, djelovanje se trenutno prenosi na proizvoljno velike udaljenosti. Obje teorije su međusobno suprotstavljene. Prema teorije djelovanja na daljinu jedno tijelo djeluje na drugo izravno kroz prazninu i to se djelovanje prenosi trenutno. Teorija kratkog dometa kaže da se svaka interakcija odvija uz pomoć posrednih agenasa i širi se konačnom brzinom. Postojanje određenog procesa u prostoru između međusobno djelujućih tijela, koji traje konačno vrijeme - to je ono glavno što razlikuje teoriju kratkodometno djelovanje iz teorije djelovanja na daljinu. Prema Faradayevoj zamisli Električni naboji ne djeluju izravno jedan na drugog. Svaki od njih stvara u okolnom prostoru električno polje. Polje jednog naboja djeluje na drugi naboj i obrnuto. Kako se udaljavate od naboja, polje slabi. Elektromagnetske interakcije moraju se širiti u prostoru konačnom brzinom. Električno polje stvarno postoji, njegova se svojstva mogu eksperimentalno proučavati, ali ne možemo reći od čega se to polje sastoji. O prirodi električno polje možemo reći da je polje materijalno; to je imenica bez obzira na nas, na naše znanje o njemu; Polje ima određena svojstva koja ne dopuštaju da ga se miješa s bilo čim drugim u okolnom svijetu; Glavno svojstvo električnog polja je njegov učinak na električne naboje s određenom silom; Električno polje stacionarnih naboja naziva se elektrostatski. Ne mijenja se s vremenom. Elektrostatičko polje stvaraju samo električni naboji. Ona postoji u prostoru koji okružuje te naboje i s njima je neraskidivo povezana. Jačina električnog polja. Omjer sila koje djeluju na postavljeni u ovu točku naboj polja, do ovog naboja za svaku točku polja ne ovisi o naboju i može se smatrati karakteristikom polja.  Jakost polja jednaka je omjeru sile kojom polje djeluje na točkasti naboj i tog naboja.
Jakost polja točkastog naboja.  .
Modul jakosti polja točkastog naboja q o
na daljinu r jednako je:  .
Ako u određenoj točki prostora razne nabijene čestice stvaraju električna polja čije jakosti    itd., tada je rezultirajuća jakost polja u ovoj točki: ELEKTRIČNI VODOVI ELEKTRIČNE POD. JAKOST POLJA NABIJELJENE LOPTE Električno polje čija je jakost jednaka u svim točkama prostora naziva se homogena. Gustoća linija polja je veća u blizini nabijenih tijela, gdje je i jakost polja veća.  -jačina polja točkastog naboja.
Unutar vodljive kuglice (r > R) jakost polja je nula. VODIČI U ELEKTRIČNOM POLJU. Vodiči sadrže nabijene čestice koje se mogu kretati unutar vodiča pod utjecajem električnog polja. Naboji tih čestica nazivaju se besplatne naknade. Unutar vodiča nema elektrostatičkog polja. Cjelokupni statički naboj vodiča koncentriran je na njegovoj površini. Naboji u vodiču mogu se nalaziti samo na njegovoj površini.
| Cjelokupna raznolikost prirodnih pojava temelji se na 4 temeljne interakcije između elementarnih čestica: jaka, elektromagnetska, slaba i gravitacijska. Svaka vrsta interakcije povezana je s određenom karakteristikom čestica: na primjer, elektromagnetska - s električnim nabojem. Električni naboj je inherentno svojstvo nekih elementarnih čestica. Elementarnim česticama nazivat ćemo najmanje trenutno poznate čestice materije. Sva tijela u prirodi sposobna su se naelektrizirati, tj. dobiti električni naboj. Električni naboj čestice je njena glavna karakteristika. Ima tri temeljna svojstva: Najmanja čestica električnog naboja naziva se elementarni naboj. Naboj svih elementarnih čestica (ako nije nula) jednak je po apsolutnoj vrijednosti. Pozitivni elementarni naboj označit ćemo simbolom (+e), negativni sa (-e). Atomi i molekule svake tvari građeni su od protona, elektrona i neutrona. Poznate su i čestice, zvane rezonancije, čiji je naboj 2e. 2) Svaki naboj q formira skup elementarnih naboja i cjelobrojni je višekratnik e. Električni elementarni naboj je vrlo malen, pa možemo smatrati da se moguća vrijednost makroskopskih naboja kontinuirano mijenja. 3) Ako fizikalna veličina može uzeti samo određene, diskretne vrijednosti, tada se za ovu količinu kaže da je kvantizirana.
Električni naboj je kvantiziran.
Količina naboja izmjerena u različitim inercijskim referentnim okvirima pokazuje se istom. Njegova veličina ne ovisi o referentnom okviru, pa stoga ne ovisi ni o tome kreće li se ili miruje. Električni naboj je relativistički nepromjenjiv.
Električni naboji mogu nestati i ponovno se pojaviti. Ali uvijek se pojavljuju ili nestaju 2 električna naboja suprotnih predznaka. Susret elektrona i pozitrona uništiti, tj. pretvaraju se u neutralne gama fotone, a +e i -e naboji nestaju. Ako gama foton uđe u polje atomske jezgre, tada se rađa par čestica - elektron i pozitron, te se pojavljuju naboji +e i -e. Zakon održanja električnog naboja. Utvrdio ju je generalizacijom eksperimentalnih podataka i eksperimentalno potvrdio 1843. fizičar M. Faraday. Električni izolirani sustav nazvat ćemo sustav ako između njega i vanjskih tijela nema izmjene električnih naboja. U takvom sustavu mogu se pojaviti nove električki nabijene čestice, ali se uvijek rađaju čestice čiji je ukupni električni naboj jednak nuli. Algebarski zbroj električni naboji bilo koji električno zatvoreni sustav ostaje nepromijenjen, bez obzira koji se procesi odvijaju unutar tog sustava.
gdje su q 1 i q 2 naboji tijela sustava prije interakcije, a q 1 ¢ i q 2 ¢ - nakon interakcije. Zakon održanja električnog naboja povezan je s relativističkom invarijantnošću naboja. Doista, kad bi veličina naboja ovisila o njegovoj brzini, tada bismo pokretanjem naboja jednog predznaka promijenili ukupni naboj izoliranog sustava. Kod nas je SI sustav jedinica uveden 1982. godine. Električni naboj se označava slovima - q ili Q. SI jedinica za električni naboj je Privjesak,([q] = 1 C), privjesak je izvedena mjerna jedinica. 1
Privjesak -
To je električni naboj koji prolazi kroz poprečni presjek vodiča pri jakosti struje od 1A u 1 sekundi. - [m], - [kg], -[sek], [ I ]-, - K, 1C = 2,998 10 9 SGSE jedinica naboja; ili 1SGSz = 1/3·10 -9 C, e = +1,6·10 -19 C. SGSE sustav - (cm, g, s i SGSE jedinica naboja) naziva se apsolutni elektrostatički sustav jedinica. SGSE jedinica naboja je naboj koji u vakuumu međudjeluje s jednakim nabojem koji se nalazi na udaljenosti od 1 cm silom od 1 Dinu. Elementarni naboj jednak je: e =+1,6·10 -19 C = 4,80·10 -10 SGSE - jedinice naboja. SI jedinica za silu je Newton(H), 1H = 105 ding.
|
U zatvorenom sustavu algebarski zbroj naboja svih čestica ostaje nepromijenjen.
(... ali ne i broj nabijenih čestica, jer postoje transformacije elementarnih čestica).
Zatvoreni sustav
- sustav čestica u koji nabijene čestice ne ulaze izvana i ne izlaze.
Coulombov zakon- osnovni zakon elektrostatike.
Sila međudjelovanja između dva točkasta nepokretna nabijena tijela u vakuumu je izravno proporcionalna
umnožak modula naboja i obrnuto je proporcionalan kvadratu udaljenosti između njih.
Kada tijela se smatraju točkastim tijelima? - ako je udaljenost između njih višestruko veća od veličine tijela.
Ako dva tijela imaju električni naboj, tada međusobno djeluju prema Coulombovom zakonu.
Jedinica električnog naboja
1 C je naboj koji prolazi kroz poprečni presjek vodiča u 1 sekundi pri jakosti struje od 1 A.
1 C je vrlo velik naboj.
Elementarni naboj:
Dakle, Coulombova sila ovisi o svojstvima medija između nabijenih tijela.
BLISKI I DALJE
Teorija kratkog dometa- određuje međudjelovanje između nabijenih tijela
pomoću posrednog medija (preko električnog polja – Faraday, Maxwell).
Teorija djelovanja na daljinu- interakcija između naboja. tijela, prenose trenutno
na bilo koju udaljenost kroz prazninu.
TEORIJA BLISKOG DJELOVANJA pobjeđuje!!
ELEKTRIČNO POLJE
- postoji oko električnog naboja, materijalno.
Glavno svojstvo električnog polja: djelovanje sile na električni naboj koji je u njega unijet.
Elektrostatičko polje- polje stacionarnog električnog naboja ne mijenja se s vremenom.
Jačina električnog polja.- kvantitativne karakteristike el. polja.
je omjer sile kojom polje djeluje na uneseni točkasti naboj i veličine tog naboja.
- ne ovisi o veličini unesenog naboja, već karakterizira električno polje!
Smjer vektora napetosti
poklapa se sa smjerom vektora sile koji djeluje na pozitivan naboj,
a suprotno od smjera sile koja djeluje na negativni naboj.
Snaga polja točkastog naboja:
gdje je q0 naboj koji stvara električno polje.
U bilo kojoj točki polja, intenzitet je uvijek usmjeren duž ravne linije koja povezuje tu točku i q0.
NAČELO SUPERPOZICIJE (NADPOZICIJE) POLJA
Ako u određenoj točki prostora postoje različite električki nabijene čestice 1, 2, 3... itd.
stvaraju električna polja intenziteta E1, E2, E3 ... itd., zatim rezultirajući intenzitet
u određenoj točki polja jednaka je geometrijskom zbroju intenziteta.
Električni vodovi elektronička pošta polja - kontinuirane linije na koje su vektori tangente
jakost električnog polja u tim točkama.
Homogeno električno polje- jakost polja je ista u svim točkama ovog polja.
Svojstva električnih vodova: nije zatvoreno (idi od + naboja do _), neprekidno, ne sijeku se,
njihova gustoća označava jakost polja (što su linije deblje, to je intenzitet veći).
Grafički potrebno moći pokazati električna polja: točkasti naboj, dvotočkasti naboj, ploče
kondenzator (u udžbeniku).
ELEKTRIČNO POLJE
nabijena lopta.
Postoji nabijena vodljiva kuglica polumjera R.
Naboj je jednoliko raspoređen samo po površini kuglice!
Električni napon polja izvan:
unutar lopte E = 0
VODIČI U ELEKTROSTATIČKOM POLJU
Elektrostatičko polje- električno polje koje tvore stacionarni električni naboji.
Slobodni elektroni- elektroni koji se mogu slobodno kretati unutar vodiča
(uglavnom u metalima) pod utjecajem elektriciteta. polja;
nastaju tijekom stvaranja metala: elektroni iz vanjskih ljuski atoma gube svoje veze
s jezgrama i počinju pripadati cijelom vodiču;
- sudjeluju u toplinskom gibanju i mogu se slobodno kretati kroz vodič.
Elektrostatičko polje unutar vodiča
- unutar vodiča nema elektrostatičkog polja (E = 0), što vrijedi za nabijeni
vodič i za nenabijeni vodič uveden u vanjsko elektrostatsko polje. Zašto?- jer postoji fenomen elektrostatičke indukcije, tj.
fenomen razdvajanja naboja u vodiču uvedenom u elektrostatsko polje (Vanjski)
uz stvaranje novog elektrostatskog polja (Eut.) unutar vodiča.
Unutar vodiča se oba polja (Vanjsko i Vječno) međusobno poništavaju, zatim unutar vodiča
E = 0.
Naboji se mogu odvojiti.
Elektrostatička zaštita
- metalni. ekran, unutar kojeg je E = 0, jer sav naboj će biti koncentriran na površini vodiča.
Električni naboj vodiča
- nalazi se cijeli statički naboj vodiča na svojoj površini, unutar vodiča q = 0;
- vrijedi za nabijene i nenabijene vodiče u električnom polju.
Linije jakosti električnog polja u bilo kojoj točki na površini vodiča okomito ovu površinu.
DIELEKTRICI U ELEKTROSTATIČKOM POLJU
Unutar dielektrika može postojati električno polje!
Električna svojstva neutralnih atoma i molekula:
Neutralni atom
-pozitivni naboj (jezgra) je koncentriran u centru;
- negativni naboj - elektronska ljuska;
Smatra se da zbog velike brzine kretanja
elektrona u njihovim orbitama, središte distribucije negativnog naboja poklapa se sa središtem atoma.
Molekula
- najčešće je to sustav iona s nabojima suprotnih predznaka,
jer vanjski elektroni su slabo vezani za jezgre i mogu se kretati na druge atome.
Električni dipol
- molekula koja je općenito neutralna, ali središta distribucije
naboji suprotnog predznaka su odvojeni; smatra se zbirkom
dva točkasta naboja, jednaka po veličini i suprotnog predznaka,
koji se nalaze unutar molekule na određenoj udaljenosti jedan od drugog.
2 vrste dielektrika
( razlikuju po molekularnoj strukturi):
1)polarni
- molekule koje imaju središta pozitivnih i negativnih naboja
ne podudaraju se (alkoholi, voda itd.);
2)nepolarni
- atomi i molekule čiji se centri raspodjele naboja podudaraju
(inertni plinovi, kisik, vodik, polietilen itd.).
POLARIZACIJA DIELEKTRIKA U ELEKTRIČNOM POLJU
Pomicanje pozitivnih i negativnih naboja u suprotnim smjerovima,
tj. orijentacija molekula.
Polarizacija polarnih dielektrika
Dielektrik izvan električnog polja- kao rezultat toplinskog kretanja, električni dipoli su usmjereni
slučajno na površini i unutar dielektrika.
q = 0 i Eint = 0
Dielektrik u jednoličnom električnom polju- na dipole djeluju sile koje stvaraju momente
te zakreću dipole duž linija električnog polja.
ALI orijentacija dipola je samo djelomično, jer toplinsko kretanje ometa.
Vezani naboji nastaju na površini dielektrika, a dipolni naboji nastaju unutar dielektrika
nadoknađuju jedni druge.
Dakle, prosječni vezani naboj dielektrika = 0.
Polarizacija nepolarnih dielektrika- također su polarizirani u električnom polju:
pomicanje pozitivnih i negativnih naboja molekula,
centri raspodjele naboja prestaju se podudarati (poput dipola),
na površini dielektrika pojavljuje se vezani naboj, a unutar njega električno polje samo slabi
Slabljenje polja ovisi o svojstvima dielektrika.
DJELOVANJE ELEKTROSTATIČKOG POLJA
KRETANJEM NABOJA
Elektrostatičko polje- e-pošta polje stacionarnog naboja.
Fel, djelujući na naboj, pomiče ga, obavljajući rad.
U jednoličnom električnom polju Fel = qE je konstantna vrijednost
Radno polje (el. sila) ne ovisi na oblik putanje i na zatvorenu putanju = nula.
POTENCIJALNA ENERGIJA NABIJENOG TIJELA
U HOMOGENOM ELEKTROSTATIČKOM POLJU
Elektrostatička energija - potencijalna energija sustava nabijenih tijela
(budući da su u interakciji i sposobni su raditi).
Budući da rad polja ne ovisi o obliku putanje, onda istovremeno
Uspoređujući formule rada, dobivamo
potencijalna energija naboja u jednoličnom elektrostatskom polju
Ako polje vrši pozitivan rad (duž linija sile), tada je potencijalna energija
nabijenog tijela smanjuje (ali prema zakonu održanja energije, kinetička
energije) i obrnuto.
POTENCIJAL ELEKTROSTATSKOG POLJA
Energetske karakteristike el polja.
- jednak je omjeru potencijalne energije naboja u polju i ovog naboja.
- skalarna veličina koja određuje potencijalnu energiju naboja u bilo kojoj točki električnog sustava. polja.
Vrijednost potencijala izračunava se u odnosu na odabranu nultu razinu.
POTENCIJALNA RAZLIKA
(ili na drugi način NAPON)
Ovo je razlika potencijala na početnoj i krajnjoj točki putanje naboja.
Napon između dvije točke (U) jednak je razlici potencijala između tih točaka
a jednak je radu polja pri pomicanju jediničnog naboja.
ODNOS IZMEĐU JAČINE POLJA I POTENCIJALNE RAZLIKE
Što su manje promjene potencijala duž segmenta puta, to je niža jakost polja.
Električna napetost polje je usmjereno prema smanjenju potencijala.
EKVIPOTENCIJALNE POVRŠINE
- površine čije sve točke imaju isti potencijal
za homogeno polje..................................................... ..za točkasti naboj polja
- avion................................................ ... ................koncentrične kugle
Postoji ekvipotencijalna površina kod bilo kojeg dirigenta u elektrostatičkom polju,
jer linije sile su okomite na površinu vodiča.
Sve točke unutar vodiča imaju isti potencijal (=0).
Napon unutar vodiča = 0, što znači razlika potencijala unutar vodiča = 0.
ELEKTRIČNI KAPACITET
- karakterizira sposobnost dvaju vodiča da akumuliraju električni naboj.
- ne ovisi o q i U.
- ovisi o geometrijskim dimenzijama vodiča, njihovom obliku, međusobnom položaju,
električna svojstva medija između vodiča.
SI jedinice: (F - farad)
KONDENZATORI
Električni uređaj koji pohranjuje naboj
(dva vodiča odvojena slojem dielektrika).
gdje je d mnogo manje veličine dirigent.
Oznaka na električni dijagrami:
Cijelo električno polje je koncentrirano unutar kondenzatora.
Naboj kondenzatora je apsolutna vrijednost naboja na jednoj od ploča kondenzatora.
Vrste kondenzatora:
1. po vrsti dielektrika: zračni, liskunski, keramički, elektrolitski
2. prema obliku ploča: plosnate, kuglaste.
3. po kapacitetu: stalni, promjenjivi (podesivi).
Električni kapacitet ravnog kondenzatora
gdje je S površina ploče (oplata) kondenzatora
d - udaljenost između ploča
eo - električna konstanta
e - dielektrična konstanta dielektrika
Uključujući kondenzatore strujni krug
paralelno.............................i................... ... .............dosljedan
Tada je C uobičajeno za
Paralelna veza..................................................... .........Kad je spojen u seriju
. 
..................................................... 
ENERGIJA NABIJENOG KONDENZATORA
Kondenzator je sustav nabijenih tijela i ima energiju.
Energija bilo kojeg kondenzatora:
gdje je C kapacitet kondenzatora
q - naboj kondenzatora
U - napon na pločama kondenzatora
Energija kondenzatora jednaka je radu električnog polja kada se ploče kondenzatora približe jedna drugoj,
ili jednak radu potrebnom za odvajanje pozitivnih i negativnih naboja pri punjenju kondenzatora.
ENERGIJA ELEKTRIČNOG POLJA KONDENZATORA
Energija kondenzatora približno je jednaka kvadratu električnog napona. polja unutar kondenzatora.
Gustoća električne energije polja kondenzatora:
ZAKONI ISTOSMJERNE STRUJE
Struja- uređeno kretanje nabijenih čestica (slobodnih elektrona ili iona).
U ovom slučaju, električna energija se prenosi kroz presjek vodiča. naboj (tijekom toplinskog gibanja nabijenih čestica ukupni preneseni električni naboj = 0, jer se pozitivni i negativni naboji kompenziraju).
E-mail upute Trenutno- konvencionalno je prihvaćeno razmatranje smjera kretanja pozitivno nabijenih čestica (od + do -).
Akcije putem e-pošte struja (u vodiču):
toplinski- zagrijavanje vodiča (osim za supravodiče);
kemijski - pojavljuje se samo u elektrolitima.Na elektrodama se oslobađaju tvari koje čine elektrolit;
magnetski(glavni) - promatra se u svim vodičima (otklon magnetske igle u blizini vodiča s strujom i djelovanje sile struje na susjedni vodiči kroz magnetsko polje).
Čovječanstvo zna da u prirodi postoje električni naboji još od vremena starogrčkih prirodnih filozofa, koji su otkrili da se komadići jantara, ako se trljaju mačjom dlakom, počinju međusobno odbijati. Danas znamo da je električni naboj, kao i masa, jedno od temeljnih svojstava materije. Bez iznimke, sve elementarne čestice koje čine materijalni svemir, imaju jedan ili drugi električni naboj - pozitivan (poput protona u atomskoj jezgri), neutralan (poput neutrona iste jezgre) ili negativan (poput elektrona koji tvore vanjsku ljusku atomske jezgre i osiguravaju njegovu električnu neutralnost u cjelini) .
Jedna od najkorisnijih tehnika u fizici je identificirati agregatna (ukupna) svojstva sustava koja se ne mijenjaju s promjenama u njegovom stanju. Takva svojstva, u znanstvenom smislu, su konzervativan, pošto su zadovoljni zakoni očuvanja. Svaki zakon očuvanja svodi se na konstataciju činjenice da u zatvorenom (u smislu potpunog odsustva "curenja" ili "primanja") odgovarajući fizička količina) konzervativni sustav odgovarajuća veličina koja karakterizira sustav kao cjelinu ne mijenja se tijekom vremena.
Upravo električni naboj spada u kategoriju konzervativnih karakteristika zatvorenih sustava. Algebarski zbroj pozitivnih i negativnih električnih naboja - neto ukupni trošak sustava- ne mijenja se ni pod kojim uvjetima, bez obzira koji se procesi odvijaju u sustavu. Konkretno, kada kemijske reakcije, negativno nabijeni valentni elektroni mogu se redistribuirati na bilo koji način između vanjskih ljuski atoma tvoreći kemijske veze razne tvari- neće se promijeniti niti ukupni negativni naboj elektrona niti ukupni pozitivni naboj protona u jezgri u zatvorenom kemijskom sustavu. I ovo je samo najjednostavniji primjer, budući da tijekom kemijskih reakcija ne dolazi do transmutacije samih protona i elektrona, zbog čega se broj pozitivnih i negativnih naboja u sustavu može jednostavno izračunati.
S više visoke energije, međutim, električki nabijene elementarne čestice počinju međusobno djelovati, te postaje puno teže pratiti poštivanje zakona održanja električnog naboja, ali on je iu ovom slučaju ispunjen. Na primjer, tijekom reakcije spontanog raspada izoliranog neutrona događa se proces koji se može opisati sljedećom formulom:
gdje je p pozitivno nabijen proton, n je neutralno nabijen neutron, e je negativno nabijen elektron, a v je neutralna čestica koja se naziva neutrino. Lako je vidjeti da je i u početnom materijalu i u produktu reakcije ukupni električni naboj nula (0 = (+1) + (-1) + 0), ali u ovom slučaju postoji promjena ukupni broj pozitivno i negativno nabijene čestice u sustavu. Ovo je jedna od reakcija radioaktivnog raspada u kojoj je zakon održanja algebarske sume električnih naboja zadovoljen unatoč nastanku novih nabijenih čestica. Takvi su procesi karakteristični za interakcije između elementarnih čestica, u kojima se iz čestica s istim električnim nabojem rađaju čestice s drugim električnim nabojem. Ukupni električni naboj zatvorenog sustava, u svakom slučaju, ostaje nepromijenjen.
Električno punjenje. Zakon očuvanja naboja. Coulombov zakon. Snaga polja
Elektrostatika je dio nauke o elektricitetu u kojem se proučavaju interakcije i svojstva sustava električnih naboja koji miruju u odnosu na odabrani inercijski referentni sustav. Postoje dvije vrste električnih naboja – pozitivni i negativni. Sile međudjelovanja između tijela ili čestica, uzrokovane električnim nabojem tih tijela ili čestica, nazivaju se elektrostatskim silama. Točkasti električni naboj je nabijeno tijelo čiji su oblik i dimenzije nevažni u ovom problemu. Električni naboj bilo kojeg sustava tijela sastoji se od cijelog broja elementarnih naboja, približno jednakog 1,6·10 –19 C.
Zakon održanja električnog naboja
Algebarski zbroj električnih naboja tijela ili čestica koje tvore električni izolirani sustav ne mijenja se tijekom procesa koji se odvijaju u tom sustavu.
Sile elektrostatskog međudjelovanja između nabijenih tijela pokoravaju se eksperimentalno utvrđenom Coulombovom zakonu. Stoga se često nazivaju Coulombovim silama.
Coulombov zakon
Sila električnog međudjelovanja između dva točkasta električna naboja smještena u vakuumu izravno je proporcionalna umnošku tih naboja, obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između naboja i usmjerena duž ravne crte koja povezuje naboje (slika 1.1).
,
gdje je e 0 =8,85·10 -12 F/m električna konstanta.
Svako nabijeno tijelo može se smatrati sustavom točkastih naboja. Stoga je elektrostatska sila kojom jedno nabijeno tijelo djeluje na drugo jednaka geometrijskom zbroju sila kojima svaki točkasti naboj prvog tijela djeluje na sve točkaste električne naboje drugog tijela.
Interakcija između električki nabijenih čestica ili tijela koja se gibaju proizvoljno u odnosu na inercijski referentni okvir odvija se kroz elektromagnetsko polje, koji je kombinacija dva međusobno povezana polja – električnog i magnetskog. Značajka električno polje, po čemu se razlikuje od ostalih fizikalnih polja, je to što djeluje na električni naboj (nabijenu česticu ili tijelo) silom koja ne ovisi o brzini kretanja naboja. Osnovni, temeljni kvantitativne karakteristike Električno polje je vektor jakosti električnog polja, što je njegova karakteristika sile.
Jačina električnog polja jednaka sili kojom polje djeluje na pozitivni jedinični točkasti naboj smješten u danoj točki polja, V/m.
Sila kojom električno polje djeluje na proizvoljni točkasti električni naboj smješten u njemu q: = q, gdje je napon na mjestu naboja q za polje iskrivljeno ovim nabojem, tj. V opći slučaj, različito od polja koje je postojalo prije unošenja naboja u njega q.
