ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Рис. 4
4 СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ В ЭЛЕКТРОСТАТИКЕ.
Рационализация формул
1 Единица измерения заряда может быть установлена на основе закона Кулона, а может быть вве-
дена независимо от него.
Если единица заряда устанавливается из закона Кулона, то ее разумно выбрать такой, чтобы коэф-
фициент пропорциональности в формуле (3.1) оказался равным 1 (при этом используются единицы си-
лы и расстояния, установленные в механике).
Если единицей силы является дина, расстояния – сантиметр, то единица заряда, соответствующая k
= 1 в законе Кулона, называется абсолютной электростатической единицей заряда (сокращенное обо-
значение СГСЭq).
Абсолютная электростатическая единица заряда – это такой заряд, который действует на равный
ему заряд, расположенный на расстоянии 1 см в вакууме, с силой в 1 дину.
Система единиц, в которой за основные единицы приняты сантиметр, грамм, секунда и в которой
заряд измеряется в абсолютных электростатических единицах, называется СГСЭ-системой (абсолютной
электростатической системой).
Закон Кулона в системе СГСЭ имеет вид:
2
21
r
qq
F
ε
=
. (4.1)
2 В системе СИ единица заряда, называемая кулоном, устанавливается не из закона Кулона, а из
других закономерностей.
Кулон определяется через четвертую основную единицу системы СИ: единицу тока – ампер (на-
помним, что первыми тремя основными единицами этой системы являются метр, килограмм, секунда).
Определяющим уровнем для единицы заряда в системе СИ является выражение
Itq = .
Кулон (Кл) – заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за 1 с при токе в провод-
нике, равном 1 А:
1 Кл = 1 А
⋅
1с.
Определение ампера будет дано позднее.
Опытом установлено, что
1 Кл = 3 ⋅ 10
9
СГСЭq.
3 Введение единицы заряда в системе СИ независимо от закона Кулона приводит к тому, что в
формуле (3.2) сохраняется размерный коэффициент пропорциональности k :
2
21
r
qq
kF
ε
=
. (4.2)
Как видно из этой формулы, коэффициент k в системе СИ численно равен силе, с которой взаимо-
действовали бы в вакууме два точечных заряда величиной по 1 кулону каждый, расположенные на рас-
стоянии 1 м друг от друга, т.е. если q
1
= q
2
= 1 Кл, r = 1 м, ε = 1, то | k | = | F |.
Коэффициент k может быть найден из опыта. Для этого необходимо измерить силу F, с которой
взаимодействуют два точечных заряда q
1
и q
2
, расположенных на некотором расстоянии r друг от друга
в вакууме (практически в воздухе или, лучше, молекулярном вакууме). Не следует думать при этом, что
q
2
q
1
q
1
q
2
r
12
r
12
а) б)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
