Сторінка 56

ЗАКОН КУЛОНУ(уч.10кл.стр.354-362)

Основний закон електростатики. Концепція точкового зарядженого тіла.

Вимірювання сили взаємодії зарядів за допомогою крутильних ваг. Досліди Кулону

Визначення точкового заряду

Закон Кулону. Формулювання та формула

Сила Кулону

Визначення одиниці заряду

Коефіцієнт у законі Кулону

Порівняння електростатичних та гравітаційних силв атомі

Рівновагу статичних зарядів та її фізичний зміст (з прикладу трьох зарядів)

Основний закон електростатики – закон взаємодії двох нерухомих точкових заряджених тіл.

Встановлено Шарлем Огюстеном Кулоном у 1785 році та носить його ім'я.

У природі точкових заряджених тіл немає, але якщо відстань між тілами в багато разів більше їх розмірів, то ні форма, ні розміри заряджених тіл істотно не впливають на взаємодії між ними. У разі ці тіла можна як точкові.

Сила взаємодії заряджених тіл залежить від властивостей середовища між ними. Досвід показує, що повітря дуже мало впливає на силу цієї взаємодії і вона виявляється майже такою самою, як у вакуумі.

Досвід Кулону

Перші результати з вимірювання сили взаємодії зарядів отримані 1785 р. французьким ученим Шарлем Огюстеном Кулоном

Для вимірювання сили використовувалися крутильні ваги.

Маленька тонка незаряджена золота сфера на одному кінці ізолюючого коромисла, підвішеного на пружній срібній нитці, врівноважувалась на іншому кінці коромисла паперовим диском.

Поворотом коромисла вона наводилася в контакт із такою самою нерухомою зарядженою сферою, внаслідок чого її заряд ділився порівну між сферами.

Діаметр сфер вибирався набагато менше відстані між ними, щоб унеможливити вплив розмірів і форми заряджених тіл на результати вимірювань.

Точковий заряд – заряджене тіло, розмір якого набагато менше відстані його можливого на інші тіла.

Сфери, що мають однойменні заряди, починали відштовхуватись, закручуючи нитку. Кут повороту був пропорційний силі, що діє рухливу сферу.

Відстань між сферами вимірювалася за спеціальною градуювальною шкалою.

Розряджаючи сферу 1 після вимірювання сили і з'єднуючи її знову з нерухомою сферою, Кулон зменшував заряд взаємодіючих сферах в 2,4,8 і т.д. раз,

Закон Кулону:

Сила взаємодії між двома нерухомими точковими зарядами, що знаходяться у вакуумі, прямо пропорційна добутку модулів зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними, і спрямована по прямій, що з'єднує заряди.

k – коефіцієнт пропорційності, залежить від вибору системи одиниць.

Силу F12 називаю силою Кулону

Сила Кулону центральна, тобто. спрямована по лінії сполучної центри зарядів.

У СІ одиниця заряду не основний, а похідної, і визначається з допомогою Ампера – основний одиниці СІ.

Кулон - електричний заряд, що проходить через поперечний перерізпровідника при силі струму 1 А за 1 с

У СІ коефіцієнт пропорційності у законі Кулона для вакууму:

k = 9 * 109 Нм2/Кл2

Часто коефіцієнт записують у вигляді:

e0 = 8,85 * 10-12 Кл2 / (Нм2) - електрична постійна

Закон Кулону записується у формі:

Якщо точковий заряд помістити в середу з відносною діелектричною проникністю e, відмінну від вакууму, кулонівська сила зменшиться в e разів.

У будь-якого середовища крім вакууму e > 1

Згідно із законом Кулона два точкові заряди по 1 Кл, на відстані 1 м у вакуумі, взаємодіють із силою

З цієї оцінки видно, що заряд в 1 кулон - дуже велика величина.

Насправді користуються дольными одиницями – мкКл (10-6), мКл (10-3)

1 Кл містить 6*10 18 зарядів електронів.

Приклад сил взаємодії електрона і протона в ядрі можна показати, що електростатична сила взаємодії частинок більше гравітаційної приблизно на 39 порядків. Однак електростатичні сили взаємодії макроскопічних тіл (загалом електронейтральних) визначаються лише дуже малими надлишковими зарядами, що знаходяться на них, і тому невеликі в порівнянні з гравітаційними, що залежать від маси тіл.

Чи можлива рівновага статичних зарядів?

Розглянемо систему із двох позитивних точкових зарядів q1 і q2.

Знайдемо, в яку точку слід помістити третій заряд, щоб він перебував у рівновазі, а також визначимо величину та знак цього заряду.

Статична рівновага виникає тоді, коли геометрична (векторна) сума сил, які діють тіло, дорівнює нулю.

Точка, в якій сили, що діють на третій заряд q3 можуть компенсувати одна одну, знаходиться на прямій між зарядами.

У цьому заряд q3 то, можливо як позитивним і негативним. У першому випадку компенсуються сили відштовхування, у другому – сили тяжіння.

Враховуючи закон Кулона, статична рівновага зарядів буде у разі:

Рівновага заряду q3 не залежить від його величини, ні від знака заряду.

При зміні заряду q3 однаково змінюються як сили тяжіння (q3 позитивний), і сили відштовхування (q3 негативний)

Вирішивши квадратне рівняннящодо x можна показати, що заряд будь-якого знака та величини буде в рівновазі в точці на відстані x1 від заряду q1:

З'ясуємо стійким чи нестійким буде становище третього заряду.

(При стійкій рівновазі тіло, виведене з положення рівноваги, повертається до нього, при нестійкому – віддаляється від нього)

При горизонтальному зміщенні сили відштовхування F31, F32 змінюються через зміну відстаней між зарядами, повертаючи заряд до положення рівноваги.

При горизонтальному зміщенні рівновага заряду q3 є стійкою.

При вертикальному зміщенні, що дорівнює F31, F32 виштовхує q3

Перейти на сторінку:

Так само як у ньютонової механіки гравітаційна взаємодія завжди має місце між тілами масами, що володіють, аналогічним чином в електродинаміці електрична взаємодія властиво тілам, що володіє електричними зарядами. Позначається електричний заряд символом q або Q.

Можна навіть сказати, що поняття електричного заряду q в електродинаміці чимось схоже на поняття гравітаційної маси m в механіці. Але на відміну від гравітаційної маси, електричний заряд характеризує властивість тіл і частинок вступати в силові електромагнітні взаємодії, і ці взаємодії, як ви розумієте, не є гравітаційними.

Електричні заряди

Людський досвід дослідження електричних явищмістить безліч експериментальних результатів, і всі ці факти дозволили фізикам дійти наступних однозначних висновків щодо електричних зарядів:

1. Електричні заряди бувають двох пологів - умовно їх можна поділити на позитивні та негативні.

2. Від одного зарядженого предмета до іншого електричні заряди можна передавати: скажімо, шляхом дотику тіл один з одним - заряд між ними можна розділити. При цьому електричний заряд зовсім не є обов'язковим складовоютіла: в різних умоваходин і той же предмет може мати різний за величиною і за знаком зарядом, або заряд може бути відсутнім. Таким чином, заряд не є чимось невід'ємним для носія, і в той же час заряд не може існувати без носія заряду.

3. Коли гравітуючі тіла завжди притягуються один до одного, електричні заряди можуть як взаємно притягуватися, так і взаємно відштовхуватися. Різноіменні заряди взаємно притягуються, однойменні один від одного відштовхуються.

Закон збереження електричного заряду - фундаментальний закон природи, він звучить так: «Алгебраїчна сума зарядів всіх тіл всередині ізольованої системи залишається постійною». Це означає, що всередині замкнутої системи неможлива поява чи зникнення зарядів лише одного знака.

Сьогодні наукова думка така, що спочатку носії заряду - це елементарні частинки. Елементарні частинки нейтрони (електрично нейтральні), протони (позитивно заряджені) та електрони (заряджені негативно) утворюють атоми.

З протонів та нейтронів складаються ядра атомів, а електрони утворюють оболонки атомів. Модулі зарядів електрона та протона рівні за величиною елементарного заряду е, але за знаком заряди цих частинок протилежні між собою.

Що стосується безпосередньо взаємодії електричних зарядів один з одним, то в 1785 французький фізик Шарль Кулон експериментально встановив і описав цей основний закон електростатики, фундаментальний закон природи, ні з яких інших законів не витікає. Вчений у своїй роботі вивчав взаємодію нерухомих точкових заряджених тіл, та вимірював сили їх взаємного відштовхування та тяжіння.

Кулон експериментально встановив наступне: "Сили взаємодії нерухомих зарядів прямо пропорційні добутку модулів і обернено пропорційні квадрату відстані між ними".

Це і є формулюванням Закону Кулона. І хоча точкових зарядів у природі не існує, тільки стосовно точкових зарядів і можна говорити про відстань між ними, в рамках даного формулювання Закону Кулона.

Насправді, якщо відстані між тілами сильно перевершують їх розміри, то ні розмір, ні форма заряджених тіл особливо не вплинуть на їхню взаємодію, а значить тіла для цього завдання справедливо можна буде вважати точковими.

Розглянемо такий приклад. Підвісимо на нитках пару заряджених кульок. Оскільки вони якось заряджені, то будуть відштовхуватися один від одного, або притягуватися один до одного. Оскільки сили спрямовані вздовж прямої, що з'єднує дані тіла, - ці сили центральні.

Для позначення сил, що діють із боку кожного із зарядів на інший, запишемо: F12 – сила дії другого заряду на перший, F21 – сила дії першого заряду на другий, r12 – радіус-вектор від другого точкового заряду до першого. Якщо заряди мають однаковий знак, то сила F12 буде спрямована радіусу-вектору, якщо ж у зарядів різні знаки- F12 буде спрямована протилежно до радіуса-вектора.

За допомогою закону взаємодії точкових зарядів (Закону Кулона) тепер можна знаходити силу взаємодії для будь-яких точкових зарядів або точкових заряджених тіл. Якщо ж тіла не точкові, їх подумки розбивають на дрібне елементи, кожен із яких можна було б прийняти за точковий заряд.

Після знаходження сил, що діють між усіма дрібними елементами, ці сили геометрично складають, - знаходять результуючу силу. Елементарні частинки теж взаємодіють одна з одною згідно із Законом Кулона, і досі не помічено жодних порушень цього фундаментального закону електростатики.

У сучасній електротехніці немає області, де в тому чи іншому вигляді не працював би Закон Кулону. Починаючи з електричного струму, закінчуючи просто зарядженим конденсатором. Особливо ті галузі, які стосуються електростатики, – вони на 100% пов'язані із Законом Кулона. Розглянемо лише кілька прикладів.

Найпростіший випадок – введення діелектрика. Сила взаємодії зарядів у вакуумі завжди більше силивзаємодії тих самих зарядів в умовах, коли між ними розташований якийсь діелектрик.

Діелектрична проникність середовища - це якраз та величина, яка дозволяє кількісно визначити значення сил, незалежно від відстані між зарядами та від їх величин. Достатньо силу взаємодії зарядів у вакуумі розділити на діелектричну проникність внесеного діелектрика – отримаємо силу взаємодії у присутності діелектрика.

Складне дослідницьке обладнання – прискорювач заряджених частинок. Базується робота прискорювачів заряджених частинок на явищі взаємодії електричного полята заряджених частинок. Електричне полездійснює у прискорювачі роботу збільшуючи енергію частки.

Якщо розглянути тут прискорювану частинку як точковий заряд, а дію прискорювача електричного поля прискорювача - як сумарну силу з боку інших точкових зарядів, то й у цьому випадку повністю дотримується Закон Кулона. Магнітне поле лише спрямовує частинку силою Лоренца, але не змінює її енергії, тільки задає траєкторію для руху частинок у прискорювачі.

Захисні електротехнічні споруди. Важливі електроустановки завжди оснащуються такою простою на перший погляд річчю, як блискавковідведення. А блискавковідведення у своїй роботі теж не обходиться без дотримання Закону Кулона. Під час грози на Землі з'являються великі індуковані заряди – згідно із Законом Кулона притягуються у напрямку грозової хмари. На Землі виникає в результаті сильне електричне поле.

Напруженість цього поля особливо велика біля гострих провідників, і тому на загостреному кінці блискавко-приймача запалюється коронний розряд - заряд із Землі прагне, підкоряючись Закону Кулона, притягнутися до протилежного заряду грозової хмари.

Повітря поблизу блискавковідведення внаслідок коронного розряду сильно іонізується. Внаслідок цього напруженість електричного поля поблизу вістря зменшується (як і всередині будь-якого провідника), індуковані заряди не можуть накопичуватися на будівлі та ймовірність виникнення блискавки знижується. Якщо ж блискавка, так станеться, ударить у блискавковідвід, то заряд просто піде в Землю, не зашкодить установці.

Публікації за матеріалами Д. Джанколі. "Фізика у двох томах" 1984 р. Том 2.

Між електричними зарядами діє сила. Як вона залежить від величини зарядів та інших факторів?
Це питання досліджував у 1780-х роках французький фізик Шарль Кулон (1736-1806). Він скористався крутильними вагами, дуже схожими на ті, які застосовував Кавендіш для визначення постійної гравітаційної.
Якщо до кульки на кінці стрижня, підвішеного на нитці, підніжжя заряд, стрижень злегка відхиляється, нитка закручується, і кут повороту нитки буде пропорційний силі, що діє між зарядами (крутильні ваги). За допомогою цього приладу Кулон визначив залежність сили від величини зарядів та відстані між ними.

У ті часи ще не було приладів для точного визначення заряду, але Кулон зумів приготувати невеликі кульки з відомим співвідношенням зарядів. Якщо заряджена провідна кулька, міркував він, привести в дотик з такою самою незарядженою кулькою, то на першому заряд в силу симетрії розподілиться порівну між двома кульками.
Це дало можливість отримувати заряди, що становили 1/2, 1/4 тощо. від первісного.
Незважаючи на деякі труднощі, пов'язані з індукуванням зарядів, Кулон вдалося довести, що сила, з якою одне заряджене тіло діє на інше мале заряджене тіло, прямо пропорційна електричному заряду кожного з них.
Іншими словами, якщо заряд будь-якого з цих тіл подвоїти, то подвоїться сила; якщо ж подвоїти одночасно заряди обох тіл, то сила стане вчетверо більшою. Це справедливо за умови, що відстань між тілами залишається постійною.
Змінюючи відстань між тілами, Кулон виявив, що діюча між ними сила обернено пропорційна квадрату відстані: якщо відстань, скажімо, подвоюється, сила стає вчетверо меншою.

Отже, уклав Кулон, сила, з якою одне мале заряджене тіло (в ідеальному випадку - точковий заряд, тобто тіло, подібно до матеріальної точки не має просторових розмірів) діє на інше заряджене тіло, пропорційна добутку їх зарядів Q 1 та Q 2 і обернено пропорційна квадрату відстані між ними:

Тут k-Коефіцієнт пропорційності.
Це співвідношення відоме як закон Кулона; його справедливість підтверджена ретельними експериментами, набагато точнішими, ніж початкові важко відтворювані досліди Кулона. Показник ступеня 2 встановлено нині з точністю 10 -16, тобто. він дорівнює 2 ± 2×10 -16 .

Якщо ми тепер маємо справу з новою величиною - електричним зарядом, ми можемо підібрати таку одиницю виміру, щоб постійна у формулі дорівнювала одиниці. І справді, така система одиниць ще недавно широко використовувалася у фізиці.

Йдеться про систему СГС (сантиметр-грам-секунду), в якій використовується електростатична одиниця заряду СГСЕ. За визначенням два малих тіла, кожне із зарядом 1 СГСЕ, розташовані на відстані 1 см один від одного, взаємодіють із силою 1 діна.

Тепер, однак, заряд найчастіше виражають у системі СІ, де його одиницею є кулон (Кл).
Точне визначення кулона через електричний струмі магнітне поле ми наведемо пізніше.
У системі СІ постійна kмає величину k= 8,988 × 109 Нм 2 /Кл 2 .

Заряди, що виникають при електризації тертям звичайних предметів (гребінця, пластмасової лінійки тощо), по порядку величини становлять мікрокулон і менше (1 мкКл = 10 -6 Кл).
Заряд електрона (негативний) приблизно дорівнює 1602×10 -19 Кл. Це найменший відомий заряд; він має фундаментальне значення та позначається символом е, Його часто називають елементарним зарядом.
е= (1,6021892 ± 0,0000046)×10 -19 Кл, або е≈ 1,602×10 -19 Кл.

Оскільки тіло не може придбати або втратити частку електрона, сумарний заряд тіла має бути цілим кратним елементарного заряду. Кажуть, що заряд квантується (тобто може набувати лише дискретних значень). Однак, оскільки заряд електрона едуже малий, зазвичай ми не помічаємо дискретності макроскопічних зарядів (заряду 1 мкКл відповідають приблизно 10 13 електронів) і вважаємо заряд безперервним.

Формула Кулона характеризує силу, з якою один заряд діє інший. Ця сила спрямована вздовж лінії, що з'єднує заряди. Якщо знаки зарядів однакові, то сили, що діють заряди, спрямовані в протилежні сторони. Якщо ж знаки зарядів різні, то сили, що діють на заряди, спрямовані назустріч один одному.
Зауважимо, що відповідно до третього закону Ньютона сила, з якою один заряд діє на інший, дорівнює за величиною і протилежна за напрямом силі, з якою другий заряд діє на перший.
Закон Кулона можна записати у векторній формі подібно до закону всесвітнього тяжіння Ньютона:

де F 12 - вектор сили, що діє на заряд Q 1 з боку заряду Q 2,
- Відстань між зарядами,
- одиничний вектор, спрямований від Q 2 до Q 1.
Слід мати на увазі, що формула застосовна лише до тіл, відстань між якими значно більша за їхні власні розміри. В ідеальному випадку це точкові заряди. Для тіл кінцевого розміру не завжди зрозуміло, як відраховувати відстань rміж ними, тим більше, що розподіл заряду може бути і неоднорідним. Якщо обидва тіла – сфери з рівномірним розподілом заряду, то rозначає відстань між центрами сфер. ε 0 Важливо також розуміти, що формула визначає силу, чинну даний заряд із єдиного заряду. kЯкщо система включає кілька (або багато) заряджених тіл, то результуюча сила, що діє на цей заряд, буде рівнодією (векторною сумою) сил, що діють із боку інших зарядів. Постійна у формулі Закону Кулона зазвичай виражається через іншу константу, , так звану електричну постійну, яка пов'язана з 1співвідношенням k =

/(4πε 0)

. З огляду на це закон Кулона можна переписати в наступному вигляді:

де з найвищою на сьогодні точністю ε 0 або округлено Запис більшості інших рівнянь електромагнітної теорії спрощується під час використання, оскільки

Закон Кулона описує силу, що діє між двома зарядами, що покояться. Коли заряди рухаються, з-поміж них виникають додаткові сили, і їх ми обговоримо в наступних розділах. Тут же розглядаються тільки заряди, що покояться; цей розділ вчення про електрику називається електростатикою.

Далі буде. Коротко про наступну публікацію:

Електричне поле - один із двох компонентів електромагнітного поля, що є векторним полем, що існує навколо тіл або частинок, що володіють електричним зарядом, або виникає при зміні магнітного поля.

Зауваження та пропозиції приймаються та вітаються!

Основний закон взаємодії електричних зарядів було знайдено Шарлем Кулоном у 1785 р. експериментально. Кулон встановив, що сила взаємодії між двома невеликими зарядженими металевими кульками обернено пропорційна квадрату відстані між ними і залежить від величини заряду:

де - коефіцієнт пропорційності .

Сили, що діють на заряди, є центральними тобто вони спрямовані вздовж прямої, що з'єднує заряди.

Закон Кулонуможна записати у векторній формі:,

де - вектор сили, що діє на заряд із боку заряду,

Радіус-вектор, що з'єднує заряд із зарядом;

Модуль радіус вектор.

Сила, що діє на заряд з боку дорівнює.

Закон Кулона у такій формі

справедливий тільки для взаємодії точкових електричних зарядівтобто таких заряджених тіл, лінійними розмірами яких можна знехтувати в порівнянні з відстанню між ними.

виражає силу взаємодіїміж нерухомими електричними зарядами, тобто електростатичний закон.

Формулювання закону Кулону:

Сила електростатичної взаємодії між двома точковими електричними зарядами прямо пропорційна добутку величин зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

Коефіцієнт пропорційностіу законі Кулона залежить

від властивостей середовища

вибору одиниць виміру величин, що входять до формули.

Тому можна уявити ставленням,

де - коефіцієнт, що залежить тільки від вибору системи одиниць виміру;

Безрозмірна величина, що характеризує електричні властивості середовища, називається відносною діелектричною проникністю середовища . Вона залежить від вибору системи одиниць виміру і дорівнює одиниці у вакуумі.

Тоді закон Кулона набуде вигляду:,

для вакууму

тоді - відносна діелектрична проникність середовища показує, у скільки разів у даному середовищі сила взаємодії між двома точковими електричними зарядами і, що знаходяться один від одного на відстані, менше, ніж у вакуумі.

У системі СІкоефіцієнт , і

закон Кулона має вигляд:.

Це раціоналізований запис закону Квулону.

Електрична стала, .

У системі СДСЕ ,.

У векторній формі закон Кулонунабуває вигляду

де - вектор сили, що діє на заряд із боку заряду ,

Радіус-вектор, що з'єднує заряд із зарядом

r-модуль радіус-вектора .

Будь-яке заряджене тіло складається з безлічі точкових електричних зарядів, тому електростатична сила, з якою одне заряджене тіло діє інше, дорівнює векторній сумі сил, прикладених до всіх точкових зарядів другого тіла з боку кожного точкового заряду першого тіла.

1.3.Електричне поле. Напруженість.

Простір,в якому знаходиться електричний заряд, має певні фізичними властивостями.

На всякийінший заряд, внесений до цього простору, діють електростатичні сили Кулона.

Якщо у кожній точці простору діє сила, то кажуть, що у цьому просторі існує силове поле.

Поле разом із речовиною є формою матерії.

Якщо поле стаціонарно, тобто не змінюється в часі, і створюється нерухомими електричними зарядами, таке поле називається електростатичним.

Електростатика вивчає лише електростатичні поля та взаємодії нерухомих зарядів.

Для характеристики електричного поля вводять поняття напруги . Напруженістью в кожній точці електричного поля називається вектор , чисельно рівний відношенню сили, з якою це поле діє на пробний позитивний заряд, поміщений в дану точкуі величини цього заряду, і спрямований у бік дії сили.

Пробний заряд, що вноситься в поле, передбачається точковим і часто називається пробним зарядом.

- Він не бере участі у створенні поля, яке за його допомогою вимірюється.

Передбачається, що цей заряд не спотворює досліджуваного поля, тобто він досить малий і не викликає перерозподіл зарядів, що створюють поле.

Якщо пробний точковий заряд поле діє силою, то напруженість.

Одиниці напруженості:

У системі СІ вираз для поля точкового заряду:

У векторній формі:

Тут – радіус-вектор, проведений із заряду q, Що створює поле, на цю точку.

Таким чином, вектори напруженості електричного поля точкового зарядуq у всіх точках поля спрямовані радіально(Рис.1.3)

- від заряду, якщо він позитивний, «витік»

- і до заряду, якщо він негативний«стік»

Для графічної інтерпретаціїелектричного поля вводять поняття силової лінії аболінії напруженості . Це

крива , що стосується кожної точки до якої збігається з вектором напруженості..

Лінія напруженості починається на позитивному заряді та закінчується на негативному.

Лінії напруженості не перетинаються, тому що в кожній точці поля вектор напруженості має лише один напрямок.

§ 2. Взаємодія зарядів. Закон Кулону

Електричні заряди взаємодіють між собою, тобто однойменні заряди взаємно відштовхуються, а різноіменні притягуються. Сили взаємодії електричних зарядів визначаються законом Кулонута спрямовані по прямій лінії, що з'єднує точки, в яких зосереджені заряди.
Відповідно до закону Кулона, сила взаємодії двох точкових електричних зарядів прямо пропорційна добутку кількостей електрики в цих зарядах, обернено пропорційна квадрату відстані між ними і залежить від середовища, в якому знаходяться заряди:

де F- сила взаємодії зарядів, н(Ньютон);
Один ньютон містить ≈ 102 гсили.
q 1 , q 2 - кількість електрики кожного заряду, до(Кулон);
Один кулон містить 6,3 · 1018 зарядів електрона.
r- Відстань між зарядами, м;
ε а - абсолютна діелектрична проникність середовища (матеріалу); ця величина характеризує електричні властивості того середовища, в якому знаходяться взаємодіючі заряди. У Міжнародній системіодиниць (СІ) ε а вимірюється в ( ф/м). Абсолютна діелектрична проникність середовища

де ε 0 - Постійна електрична, рівна абсолютної діелектричної проникності вакууму (порожнечі). Вона дорівнює 8,86 · 10 -12 ф/м.
Величина ε, що показує, у скільки разів у цьому середовищі електричні заряди взаємодіють між собою слабше, ніж у вакуумі (табл. 1), називається діелектричною проникністю. Величина є відношення абсолютної діелектричної проникності даного матеріалудо діелектричної проникності вакууму:

Для вакууму = 1. Діелектрична проникність повітря практично близька до одиниці.

Таблиця 1

Діелектрична проникність деяких матеріалів

З закону Кулона можна дійти невтішного висновку, що великі електричні заряди взаємодіють сильніше, ніж малі. Зі збільшенням відстані між зарядами сила їхньої взаємодії значно слабша. Так, зі збільшенням відстані між зарядами у 6 разів зменшується сила їхньої взаємодії у 36 разів. При скороченні відстані між зарядами у 9 разів збільшується сила їхньої взаємодії у 81 раз. Взаємодія зарядів також залежить від матеріалу між зарядами.
приклад.Між електричними зарядами Q 1 = 2 · 10 -6 доі Q 2 = 4,43 · 10 -6 до, розташованими на відстані 0,5 м, Вміщена слюда (ε = 6). Обчислити силу взаємодії вказаних зарядів.
Рішення . Підставляючи формулу значення відомих величин, отримаємо:

Якщо у вакуумі електричні заряди взаємодіють із силою Fв, то, помістивши між цими зарядами, наприклад, порцеляну, їхню взаємодію можна послабити в 6,5 разів, тобто в ε разів. Це означає, що сила взаємодії між зарядами можна визначити як ставлення

приклад.Одноіменні електричні заряди взаємодіють у вакуумі із силою Fв = 0,25 н. З якою силою відштовхуватимуться два заряди, якщо простір між ними заповнений бакелітом? Діелектрична проникність цього матеріалу дорівнює 5.
Рішення . Сила взаємодії електричних зарядів

Так як один ньютон ≈ 102 гсили, то 0,05 нскладає 5,1 г.