Електричний заряд - це фізична величина, що характеризує властивість частинок або тіл вступати в електромагнітні силові взаємодії.
Електричний заряд звичайно позначається буквами q або Q.
Сукупність усіх відомих експериментальних фактів дозволяє зробити наступні висновки:
- Існує два роду електричних зарядів, умовно названих позитивними і негативними.
- Заряди можуть передаватися (наприклад, при безпосередньому контакті) від одного тіла до іншого. На відміну від маси тіла електричний заряд не є невід'ємною характеристикою даного тіла. Одне і те ж тіло в різних умовах може мати різний заряд.
- Однойменні заряди відштовхуються, різнойменні - притягуються. У цьому також проявляється принципова відмінність електромагнітних сил від гравітаційних. Гравітаційні сили завжди є силами тяжіння.
Одним з фундаментальних законів природи є експериментально встановлений закон збереження електричного заряду.
В ізольованій системі алгебраїчна сума зарядів всіх тіл залишається постійною:
Закон збереження електричного заряду стверджує, що в замкнутій системі тіл не можуть спостерігатися процеси народження або зникнення зарядів тільки одного знака.
Точковим зарядом називають заряджене тіло, розмірами якого в умовах даної задачі можна знехтувати.
Сили взаємодії нерухомих зарядів прямо пропорційні добутку модулів зарядів і обернено пропорційні квадрату відстані між ними:
Сили взаємодії підпорядковуються третім законом Ньютона: Вони є силами відштовхування при однакових знаках зарядів і силами тяжіння при різних знаках (рис. 4.1.3). Взаємодія нерухомих електричних зарядів називають електростатичним або кулоновским взаємодією. Розділ електродинаміки, що вивчає кулонівської взаємодії, називають електростатикою.
Закон Кулона справедливий для точкових заряджених тел. Практично закон Кулона добре виконується, якщо розміри заряджених тел багато менше відстані між ними.
Коефіцієнт пропорційності k в законі Кулона залежить від вибору системи одиниць. У Міжнародній системі СІ за одиницю заряду прийнятий кулон (Кл).
Кулон - це заряд, що проходить за 1 с через поперечний переріз провідника при силі струму 1 А. Одиниця сили струму (ампер) в СІ є поряд з одиницями довжини, часу і маси основною одиницею виміру.
Коефіцієнт k в системі СІ зазвичай записують у вигляді:
де - електрична стала.
Кожне заряджене тіло створює в навколишньому просторі електричне поле. Це поле робить силову дію на інші заряджені тіла. Головне властивість електричного поля - дія на електричні заряди з деякою силою. Таким чином, взаємодія заряджених тіл здійснюється не безпосереднім їх впливом один на одного, а через електричні поля, що оточують заряджені тіла.
Для кількісного визначення електричного поля вводиться силова характеристика напруженість електричного поля.
Напруженістю електричного поля називають фізичну величину, рівну відношенню сили, з якою поле діє на позитивний пробний заряд, поміщений у дану точку простору, до величини цього заряду: