Закон Кулона

Введение

О законе сухого трения см. Закон Амонтона - Кулона

Классическая электродинамика

Магнитное поле соленоида

Электричество · Магнетизм [показать]Электростатика Закон Кулона Теорема Гаусса Электрический дипольный момент Электрический заряд Электрическая индукция Электрическое поле Электростатический потенциал [показать]Магнитостатика Закон Био — Савара — Лапласа Закон Ампера Магнитный момент Магнитное поле Магнитный поток [показать]Электродинамика Диполь Потенциалы Лиенара — Вихерта Сила Лоренца Ток смещения Униполярная индукция Уравнения Максвелла Электрический ток Электродвижущая сила Электромагнитная индукция Электромагнитное излучение Электромагнитное поле [показать]Электрическая цепь Закон Ома Законы Кирхгофа Индуктивность Радиоволновод Резонатор Электрическая ёмкость Электрическая проводимость Электрическое сопротивление Электрический импеданс [показать]Ковариантная формулировка Тензор электромагнитного поля Тензор энергии-импульса 4-ток · 4-потенциал [показать]Известные учёные Генри Кавендиш Майкл Фарадей Андре-Мари Ампер Густав Роберт Кирхгоф Джеймс Клерк (Кларк) Максвелл Генри Рудольф Герц Альберт Абрахам Майкельсон Роберт Эндрюс Милликен

Зако́н Куло́на — это закон о взаимодействии точечных электрических зарядов.

Был открыт Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:

Сила взаимодействия двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, прямо пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:

1. точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров.
2. их неподвижность. Иначе уже надо учитывать дополнительные эффекты: возникающее магнитное поле движущегося заряда и соответствующую ему дополнительную силу Лоренца, действующую на другой движущийся заряд.
3. взаимодействие в вакууме.

Однако, с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов.

В векторном виде в формулировке Ш.Кулона закон записывается следующим образом: $$\vec{F}_{12}=k\cdot\frac{q_1 \cdot q_2}{r_{12}^2} \frac{\vec{r}_{12}}{r_{12}}$$

где:

• $\vec{F}_{12}$ — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2;
• $\,q_1$,$\,q_2$ — величина зарядов;
• $\vec{r}_{12}$ — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда $\,q_1$,$\,q_1$, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — $\,{r_{12}}$;
• $\,k$ — коэффициент пропорциональности.

Таким образом, закон указывает, что одноименные заряды отталкиваются (а разноименные – притягиваются).

Коэффициент k

В СГСЭ единица измерения заряда выбрана таким образом, что коэффициент $\,k$=$\,1$ и, как правило, опускается.

В СИ k ≈ 8,987551787 10⁹ Н м²/Кл²(или Ф^-1 м) и записывается следующим образом: $$k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}$$

где ε₀ ≈ 8.854187817 10⁻¹² Ф/м — электрическая постоянная.

В однородном изотропном веществе в знаменатель формулы добавляется диэлектрическая проницаемость среды ε.

В СГСЭ $$k=\frac{1}{\varepsilon}$$

В СИ $$k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon}$$

История

Примерно за 11 лет до Кулона закон взаимодействия зарядов был открыт Г. Кавендишем, однако результат не был опубликован и долгое время оставался неизвестным.

Сам Кулон занимался исследованием кручения нитей и изобрел крутильные весы. Он открыл свой закон, измеряя с помощью них силы взаимодействия заряженных шариков.

Страница: 0

en Coulomb's law

См. также

• Электрическое поле
• Дальнодействие