Взаимодействие электрических зарядов. Закон Кулона.

В 1785 г. Кулон экспериментально установил зависимость силы взаимодействия зарядов от их величины, знака и расстояния между ними.

Сила взаимодействия двух точечных зарядов, находящихся в вакууме, прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, направлена вдоль прямой линии, соединяющей эти заряды (рис. 1.1).

В СИ закон Кулона запишем в виде

Рис. 1.1

, (2)

где e_о = 8,85×10^-12 - электрическая постоянная; - единичный вектор.

При решении задач удобно использовать величину

= 9×10⁹ .

Согласно третьего закона Ньютона

½F₁₂ ½=½F­₂₁½= F.

Знак силы взаимодействия зарядов зависит от знака этих зарядов. Притяжению соответствует знак « - », разноименные заряды притягиваются, отталкиванию - « + », одноименные заряды отталкиваются (рис. 1. 2, а, б).

По абсолютной величине закон Кулона

а б   Рис. 1.2

. (3)

Если заряды находятся в диэлектрической среде, то

, (4)

где e - диэлектрическая проницаемость среды,

. (5)

В СИ заряд измеряют в кулонах (Кл).

На основании экспериментальных данных установлено, что закон Кулона справедлив для расстояний от 10^-15 м до нескольких километров, а возможно и до бесконечности.