Электростатика
Взаимодействие неподвижных зарядов. Закон Кулона (1785): F = k·q₁q₂/r². Электрическое поле E = F/q. Потенциал φ = W/q. Конденсаторы: C = Q/U. Электростатическая индукция (клетка Фарадея). Применение: ксероксы, молния.
Электростатика
Конденсаторы
Накопление заряда: Q = C·U. Ёмкость: C = ε₀·A/d (плоский). Энергия: E = CU²/2. Применение: фильтрация (сглаживание пульсаций), таймеры (RC-цепи), флэш-память (заряд определяет бит), импульсные лазеры (разряд накопленной энергии). Суперконденсаторы: до 10000 Ф.
Молния
Электростатический разряд: облако заряжается трением (до −100 МВ), пробой воздуха. Ток: до 200 кА, температура: 30000 К (5× Солнце), скорость: 100000 км/с. Молниеотвод (Франклин, 1752): заземление. Шаровая молния — загадка. Гром: ударная волна от расширения воздуха.
Закон Кулона
F = kq₁q₂/r² — сила взаимодействия точечных зарядов. k = 9×10⁹ Н·м²/Кл². Обратно пропорциональна квадрату расстояния. Аналогия с гравитацией.
Электрическое поле
E = F/q [Н/Кл = В/м]. Силовые линии от + к –. Напряжённость поля точечного заряда: E = kq/r². Поток поля через замкнутую поверхность ∝ заряду (теорема Гаусса).
Потенциал и напряжение
φ = W_p/q [В] — потенциальная энергия единичного заряда. Напряжение U = φ₁ – φ₂ — работа по перемещению заряда. 1 эВ = 1.6×10⁻¹⁹ Дж.