Sarcina electrică. Interacţia electrostatică. Câmpul electric.

Sarcina electrică

Sarcina electrică este o proprietate a materiei. Sarcina electrică este de două feluri, pozitivă și negativă. Sarcinile de același semn se resping, iar sarcninile de semn opus se atrag.

Sarcina electrică este o mărime scalară și se măsoară în Coulombi (C). Sarcina electrică este o mărime fizică discretă, adică orice sarcină electrică este un multiplu întreg de sarcini electrice elementare.

$q=n·e unde e = 1,6·{10}^{-19}C$ 

Sarcina electrică a unui sistem izolat se conservă.

$\sum _i{q}_i=const.$

Legea lui Coulomb

Oricare două sarcini electrice punctiforme, aflate în vid, vor interacționa cu o forță descrisă de legea:

$\overrightarrow{F}=\overrightarrow{F_{12}}=-\stackrel{\rightharpoonup }{F_{21}}=-k\frac{q_1{q}_2}{r^2}·\stackrel{\rightharpoonup }{u}, unde \stackrel{\rightharpoonup }{u}=\frac{\stackrel{\rightharpoonup }{r}}{\left|\stackrel{\rightharpoonup }{r}\right|}$

Constanta de proporționalitate:

$$\begin{gathered} k=9·{10}^9\frac{N{m}^2}{C^2} se poate scrie k=\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0} unde \\ {\epsilon }_0=8,856·{10}^{-12}\frac{F}{m} se numește permitivitatea electrică a vidului \end{gathered}$$

În orice alt mediu forța de interacțiune elctrostatică este mai mică. Raportul:

${\epsilon }_r=\frac{F_0}{F}$

se numește permitivitate electrică relativă a mediului considerat. Astfel, într-un mediu oarecare, forța de interacțiune electrostatică poate fi scrisă:

$\overrightarrow{F}=\overrightarrow{F_{12}}=-\stackrel{\rightharpoonup }{F_{21}}=-\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0{\epsilon }_r}\frac{q_1{q}_2}{r^2}·\stackrel{\rightharpoonup }{u}, unde \stackrel{\rightharpoonup }{u}=\frac{\stackrel{\rightharpoonup }{r}}{\left|\stackrel{\rightharpoonup }{r}\right|}$

Câmpul electric

Câmpul electric este o formă de existență a materiei ce apare în jurul corpurilor cu sarcină electrică și prin care acestea își exercită acțiunea electrostatică.

Câmpul electric este caracterizat de mărimea vectorială numită intensitatea câmpului electric:

$\stackrel{\rightharpoonup }{E}=\frac{\stackrel{\rightharpoonup }{F}}{q}=\frac{Q}{4\pi {\epsilon }_0{\epsilon }_r{r}^2}·\stackrel{\rightharpoonup }{u}$

Linia de câmp electric este linia tangentă în fiecare punct la vectorul intensitate a câmpului electirc. Sensul liniei de câmp electric este dat de sensul intensității câmpului electric. Densitatea liniilor de câmp electric este echivalentă cu modulul intensității câmpului electric.