ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG
Số đơn vị học trình: 04
Chương 1: TĨNH ĐIỆN HỌC
Mục tiêu:
- Nắm được các khái niệm cơ bản của tĩnh điện học: điện tích, điện trường, điện thế, vật dẫn, vật cách điện...
- Nắm và vận dụng được các định luật, định lý cơ bản: định luật Coulomb, định luật bảo toàn điện tích, định lý Gauss...
- Nắm được các tính chất của vật dẫn, điện môi trong điện trường. Nắm chắc các công thức: xác định điện trường của điện tích điểm, công của lực điện trường, thế năng của hệ điện tích, điện dung của tụ điện và năng lượng điện trường.
- Nắm được tính chất thế của điện trường tĩnh.

NỘI DUNG KIẾN THỨC


A. Sự nhiễm điện của các vật. Hai loại điện tích. Vật dẫn và điện môi.
1. Hai loại điện tích
Có hai cách làm cho vật nhiễm điện: Nhiễm điện do cọ xát, nhiễm điện do tiếp xúc (với vật khác đã được nhiễm điện).
Có hai loại điện tích: điện tích âm và điện tích dương. Những vật nhiễm cùng loại điện tích thì đẩy nhau, những vật nhiễm điện khác loại điện tích thì hút nhau.
2. Chất dẫn điện và chất cách điện
- Chất dẫn điện (vật dẫn): là chất trong đó một số điện tích có thể di chuyển tương đối dễ dàng.
ví dụ: kim loại, cơ thể người...
+ vật dẫn loại 1: là vật dẫn mà sự dịch chuyển điện tích bên trong nó không gây ra một sự biến đổi hoá học nào, và cũng không gây ra được một dịch chuyển nào có thể thấy được của vật chất bên trong nó. Ví dụ: kim loại...
+ vật dẫn loại 2: sự dịch chuyển điện tích bên trong nó gắn liền với những biến đổi hoá học, dẫn đến sự giải phóng một số thành phần vật chất tại chỗ tiếp xúc với các vật dẫn khác. Ví dụ: dung dịch muối, axit, bazo...
- Chất cách điện (điện môi): là chất trong đó điện tích không thể dịch chuyển từ chỗ này đến chỗ kia. Ví dụ: thuỷ tinh, nhựa...
Việc phân chia này chỉ có tính chất tương đối, vì mọi vật đều ít nhiều dẫn điện. Một vật được xem là cách điện nếu lượng điện tích di chuyển được trong vật là rất nhỏ so với lượng điện tích truyền cho vật.
Ngoài ra, có các chất bán dẫn điện (silic, gecmani...) là chất trung gian giữa các chất dẫn điện và điện môi, và chất siêu dẫn.
3. Sự nhiễm điện do hưởng ứng.



A B C
- Mô tả thí nghiệm?
- Kết luận?
B. Tương tác giữa các điện tích. Định luật Coulomb. Định luật bảo toàn điện tích. Thuyết electron.
1. Định luật Coulomb trong chân không. (năm 1785)
- Đây là định luật có tính định lượng đầu tiên về tương tác điện từ.
- Khái niệm điện tích điểm: vật mang điện có kích thước nhỏ, không đáng kể so với khoảng cách từ điện tích đó đến những vật mang điện khác mà ta đang khảo sát.
- Phát biểu: “Lực tương tác giữa hai điện tích điểm, đứng yên tương đối với nhau, tỉ lệ với tích độ lớn của hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Lực tương tác có phương nằm trên đường thẳng vạch qua hai điện tích, là lực đẩy nếu hai điện tích cùng loại, là lực hút nếu hai điện tích khác loại.”
- Biểu thức:

Viết dưới dạng vectơ:

trong đó:
+ k: hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào việc chọn hệ đơn vị.
trong hệ SI: F(N), r(m), q(C),
k =
= 9.109 (Nm2/C2)
ε0 = 8,86.10-12 (C2/Nm2) được gọi là hằng số điện.
+
: vectơ hướng từ điện tích q1 đến điện tích q2.
+
: vectơ đơn vị hướng từ điện tích q1 đến điện tích q2.
+
: lực điện mà q1 tác dụng lên q2.
Quy ước: điện tích dương nhận giá trị dương, điện tích âm nhận giá trị âm.
→ nếu q1 và q2 cùng loại (q1q2>0):
cùng chiều với

→ nếu q1 và q2 khác loại (q1q2<0):
ngược chiều với
.
2. Định luật Coulomb trong môi trường.
Bằng thực nghiệm, người ta xác định được rằng, tương tác tĩnh điện giữa các điện tích đặt trong môi trường vật chất giảm đi ε lần so với trong môi trường chân không, ε là một đại lượng không thứ nguyên, lớn hơn 1 và đặc trưng cho tính chất điện của môi trường, được gọi là