Блоги

Введение. Статья «Невихревая электромагнитодинамика» А. Г. Иванова.

17.09.2017 г.

К сожалению, координат автора статьи мне найти не удалось, несмотря на то, что она вышла в свет в 2009 году. Есть и более поздний её вариант, изданной в 2014 году.

Мне показались интересными взгляды автора на электродинамику, думаю, что она заинтересует и других людей. В статье представлена таблица, которая представляет взгляды автора на электродинамику, как на проявление в природе 4-х полей. Вот эта таблица:

Автор статьи делит все явления электричества на четыре группы по числу физических полей, которые он описал и представил в статье их математические модели. Вот эти группы:

  • 1) невихревые электрические поля;
  • 2) вихревые электрические поля;
  • 3) невихревые магнитные поля;
  • 4) вихревые магнитные поля.

Но сейчас главное – не это. Накануне я начал заниматься систематизацией знаний, но только в другом контексте – контексте работ Г. В. Николаева.

Линии напряженности

Электрическое поле нельзя увидеть невооруженным глазом, но можно изобразить с помощью линий напряженности. Графически это будут непрерывные прямые, которые связывают заряженные объекты. Условная точка начала такой прямой — на положительном заряде, а конечная точка — на отрицательном.

Линии напряженности — это прямые, которые совпадают с силовыми линиями в системе из положительного и отрицательного зарядов. Касательные к ним в каждой точке электрического поля имеют то же направление, что и напряженность этого поля.

При графическом изображении силовых линий можно передать не только направление, но и величину напряженности электрического поля (разумеется, условно). В местах, где модуль напряженности выше, принято делать более густой рисунок линий. Есть и случаи, когда густота линий не меняется — это бывает при изображении однородного поля.

Однородное электрическое поле создается разноименными зарядами с одинаковым модулем, расположенными на двух металлических пластинах. Линии напряженности между этими зарядами представляют собой параллельные прямые всюду, за исключением краев пластин и пространства за ними.

Электростатическая индукция в коммерческих приложениях

Электростатическая индукция использовалась в прошлом для создания генераторов высокого напряжения, известных как машины влияния. Основным компонентом, который возник в это время, является конденсатор.Электростатическая индукция также используется для электромеханического осаждения или проецирования. В таких технологиях заряженные частицы небольших размеров намеренно собираются или осаждаются на поверхности. Диапазон приложений от электрофильтр к электростатическое покрытие и струйная печать.Недавно новый беспроводная передача энергии технология была основана на электростатической индукции между колеблющимися удаленными диполями.

Опыт №3. Получение электрического тока положительных зарядов методом прикосновения.

Исходная позиция как в предыдущем опыте на Рис. 5.

Рис. 6a

Рис. 6б

Рис. 6г

Рис. 6д

Цикл данного опыта от Рис.6,а до Рис.6,б можно повторять много раз с одним и тем же результатом. Данный опыт можно смоделировать в железе, повторяя его с большой частотой

Возникает два очень важных вопроса, на которые строители БТГ должны обратить внимание:

1. Как долго мы можем продолжать процесс получения электрического тока одной и той же заряженной палочкой?

2. Если этот процесс повторять несколько раз будет ли при этом разряжаться наэлектризованная палочка (нейтрализация заряда в атмосфере не считается)?

Смотрим видеофрагмент №5:

Смотрим видеофрагмент №6:

Электростатическая индукция

Электростатическая индукция, открытая британским ученым Джоном Кантоном в 1753 году и шведским профессором Йоханом Карлом Вилке в 1762 году, представляет собой перераспределение зарядов в объекте, вызванное электрическим полем ближайшего заряда. Например, если положительно заряженный объект поднести к незаряженному металлическому объекту, подвижные отрицательно заряженные электроны в металле будут притягиваться внешним зарядом и перемещаться в сторону металла, обращенную к нему, создавая отрицательный заряд на поверхности. поверхность. Когда электроны покидают область, они оставляют положительный заряд из-за ядер атомов металла , поэтому сторона металлического объекта, обращенная от заряда, приобретает положительный заряд. Эти индуцированные заряды исчезают при удалении внешнего заряда. Индукция также отвечает за притяжение легких предметов, таких как воздушные шары, обрывки бумаги и арахис из пенопласта, к статическим зарядам. Поверхностные заряды, индуцированные в проводящих объектах, в точности нейтрализуют внешние электрические поля внутри проводника, поэтому внутри металлического объекта нет электрического поля. Это основа экранирования электрического поля клетки Фарадея . Поскольку электрическое поле представляет собой градиент напряжения, электростатическая индукция также отвечает за постоянство электрического потенциала ( напряжения ) во всем проводящем объекте.

Электростатическая индукция в коммерческих приложениях [ править ]

Электростатическая индукция использовалась в прошлом для создания генераторов высокого напряжения, известных как машины влияния . Главный компонент, появившийся в то время, — это конденсатор . Электростатическая индукция также используется для электромеханического осаждения или проецирования. В таких технологиях заряженные частицы небольшого размера намеренно собираются или осаждаются на поверхности. Области применения варьируются от электростатических фильтров до электростатических покрытий и струйной печати . Недавно новая технология беспроводной передачи энергии была основана на электростатической индукции между колеблющимися удаленными диполями.

Потенциал электрического поля. Разность потенциалов

Потенциал – скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии электрического заряда в электростатическом поле к величине этого заряда.

Обозначение – ​\( \varphi \)​, единица измерения в СИ – вольт (В).

Потенциал \( \varphi \) является энергетической характеристикой электростатического поля.

Разность потенциалов численно равна работе, которую совершает электрическая сила при перемещении единичного положительного заряда между двумя точками поля:

Обозначение – ​\( \Delta\varphi \)​, единица измерения в СИ – вольт (В).

Иногда разность потенциалов обозначают буквой ​\( U \)​ и называют напряжением.

Важно!
Разность потенциалов \( \Delta\varphi=\varphi_1-\varphi_2 \), а не изменение потенциала \( \Delta\varphi=\varphi_2-\varphi_1 \). Тогда работа электростатического поля равна:

Важно!
Эта формула позволяет вычислить работу электростатических сил в любом поле. В электростатике часто вычисляют потенциал относительно бесконечно удаленной точки

В этом случае потенциал поля в данной точке равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность

В электростатике часто вычисляют потенциал относительно бесконечно удаленной точки. В этом случае потенциал поля в данной точке равен работе, которую совершают электрические силы при удалении единичного положительного заряда из данной точки в бесконечность.

Потенциал поля точечного заряда ​\( q \)​ в точке, удаленной от него на расстояние ​\( r \)​, вычисляется по формуле:

Для наглядного представления электрического поля используют эквипотенциальные поверхности.

Важно!
Внутри проводящего шара потенциал всех точек внутри шара равен потенциалу поверхности шара и вычисляется по формуле потенциала точечного заряда (​\( r =R \)​, где ​\( R \)​ – радиус шара). Напряженность поля внутри шара равна нулю

Эквипотенциальной поверхностью, или поверхностью равного потенциала, называется поверхность, во всех точках которой потенциал имеет одинаковое значение.

Свойства эквипотенциальных поверхностей

  • Вектор напряженности перпендикулярен эквипотенциальным поверхностям и направлен в сторону убывания потенциала.
  • Работа по перемещению заряда по эквипотенциальной поверхности равна нулю.

В случае однородного поля эквипотенциальные поверхности представляют собой систему параллельных плоскостей. Для точечного заряда эквипотенциальные поверхности представляют собой концентрические окружности.

Разность потенциалов и напряженность связаны формулой:

Из принципа суперпозиции полей следует принцип суперпозиции потенциалов:

Потенциал результирующего поля равен сумме потенциалов полей отдельных зарядов.

Важно!
Потенциалы складываются алгебраически, а напряженности – по правилу сложения векторов. Решение задач о точечных зарядах и системах, сводящихся к ним, основано на применении законов сохранения, теоремы об изменении кинетической энергии заряда с учетом работы электростатических сил

Решение задач о точечных зарядах и системах, сводящихся к ним, основано на применении законов сохранения, теоремы об изменении кинетической энергии заряда с учетом работы электростатических сил.

Алгоритм решения таких задач:

  • установить характер и особенности электростатических взаимодействий объектов системы;
  • ввести характеристики (силовые и энергетические) этих взаимодействий, сделать рисунок;
  • записать законы сохранения и движения для объектов;
  • выразить энергию электростатического взаимодействия через заряды, потенциалы, напряженности;
  • составить систему уравнений и решить ее относительно искомой величины;
  • проверить решение.

Электрический заряд и его свойства

Многие объекты наэлектризовываются, содержат избыток заряженных частиц, они получают электрические заряды. Это величина элементарных зарядов (количество электричества), определяющее электромагнитное воздействие в пространстве поля. Обладают следующими свойствами:

  1. Заряд передается другому телу. Заряжаемый объект при различных обстоятельствах может обладать неодинаковым зарядом. Электризация (переход электронов) тел происходит при соприкосновении или трении.
  2. Передаваемый min возможный заряд (e) электрона называют элементарным, он не делим, в СИ округленно определен:
  3. Протон несет наименьший такой же, но положительный электрический заряд.
  4. Электрический заряд q для объекта считается кратной N раз величиной к e: q=Ne, где N – целое натуральное число.
  5. Заряд тела – сумма электрических зарядов в нем (алгебраическая).

Электростатические генераторы

Наличие поверхностный заряд дисбаланс означает, что объекты будут проявлять силы притяжения или отталкивания. Этот дисбаланс поверхностных зарядов, который приводит к статическому электричеству, может быть создан путем соприкосновения двух разных поверхностей вместе, а затем их разделения из-за явления контактная электрификация и трибоэлектрический эффект. Трение двух непроводящих предметов создает большое количество статического электричества. Это не просто результат трения; две непроводящие поверхности могут стать заряженными, если их просто положить друг на друга. Поскольку большинство поверхностей имеют шероховатую текстуру, заряд при контакте занимает больше времени, чем при трении. Трение предметов друг о друга увеличивает адгезионный контакт между двумя поверхностями. Обычно изоляторыНапример, вещества, не проводящие электричество, способны как генерировать, так и удерживать поверхностный заряд. Некоторые примеры этих веществ: резина, пластик, стекло, и сердцевина. Проводящий объекты очень редко создают дисбаланс заряда, за исключением, например, случаев, когда на металлическую поверхность воздействуют твердые или жидкие непроводники. Заряд, который передается при контактной электризации, сохраняется на поверхности каждого объекта. Электростатические генераторы, устройства, которые производят очень высокое напряжение при очень низком токе и используются для демонстрации физики в классе, полагаются на этот эффект.

Наличие электрический ток не снижает электростатические силы, искрообразование и коронный разряд, или другие явления. Оба явления могут существовать одновременно в одной системе.

Трибоэлектрическая серия

Трибоэлектрического эффект представляет собой тип контактной электризации , в котором некоторые материалы становятся электрически заряженным , когда они вступают в контакт с другим материалом , а затем раздел ют. Один из материалов приобретает положительный заряд, а другой — такой же отрицательный. Полярность и сила создаваемых зарядов различаются в зависимости от материалов, шероховатости поверхности, температуры, деформации и других свойств. Янтарь, например, может приобретать электрический заряд при трении с таким материалом, как шерсть. Это свойство, впервые зафиксированное Фалесом Милетским , было первым электрическим явлением, исследованным людьми. Другие примеры материалов, которые могут приобретать значительный заряд при трении друг о друга, включают стекло, натертое шелком, и твердую резину, натертую мехом.

Закон Кулона

Закон Кулона был открыт экспериментально: в опытах с использованием крутильных весов измерялись силы взаимодействия заряженных шаров.

Закон Кулона формулируется так:
сила взаимодействия ​\( F \)​ двух точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорциональна их модулям ​\( q_1 \)​ и \( q_2 \) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними ​\( r \)​:

где ​\( k=\frac{1}{4\pi\varepsilon_0}=9\cdot10^9 \)​ (Н·м2)/Кл2 – коэффициент пропорциональности,
​\( \varepsilon_0=8.85\cdot10^{-12} \)​ Кл2/(Н·м2) – электрическая постоянная.

Коэффициент ​\( k \)​ численно равен силе, с которой два точечных заряда величиной 1 Кл каждый взаимодействуют в вакууме на расстоянии 1 м.

Сила Кулона направлена вдоль прямой, соединяющей взаимодействующие заряды. Заряды взаимодействуют друг с другом с силами, равными по величине и противоположными по направлению.

Значение силы Кулона зависит от среды, в которой они находятся. В этом случае формула закона:

где ​\( \varepsilon \)​ – диэлектрическая проницаемость среды.

Закон Кулона применим к взаимодействию

  • неподвижных точечных зарядов;
  • равномерно заряженных тел сферической формы.

В этом случае ​\( r \)​ – расстояние между центрами сферических поверхностей.

Важно!
Если заряженное тело протяженное, то его необходимо разбить на точечные заряды, рассчитать силы их попарного взаимодействия и найти равнодействующую этих сил (принцип суперпозиции)

Проводники в электрическом поле

Проводниками называют вещества, в которых может происходить упорядоченное перемещение электрических зарядов, т. е. протекать электрический ток.

Проводниками являются металлы, водные растворы солей, кислот, ионизованные газы. В проводниках есть свободные электрические заряды. В металлах валентные электроны взаимодействующих друг с другом атомов становятся свободными.

Если металлический проводник поместить в электрическое поле, то под его действием свободные электроны проводника начнут перемещаться в направлении, противоположном направлению напряженности поля. В результате на одной поверхности проводника появится избыточный отрицательный заряд, а на противоположной – избыточный положительный заряд.

Эти заряды создают внутри проводника внутреннее электрическое поле, вектор напряженности которого направлен противоположно вектору напряженности внешнего поля. Под действием внешнего электростатического поля электроны проводимости в металлическом проводнике перераспределяются так, что напряженность результирующего поля в любой точке внутри проводника равна нулю. Электрические заряды расположены на поверхности проводника.

Важно!Если внутри проводника есть полость, то напряженность в ней будет равна нулю независимо от того, какое поле имеется вне проводника и как заряжен проводник. Внутренняя полость в проводнике экранирована (защищена) от внешних электростатических полей

На этом основана электростатическая защита.

Явление перераспределения зарядов во внешнем электростатическом поле называется электростатической индукцией.

Заряды, разделенные электростатическим полем, взаимно компенсируют друг друга, если проводник удалить из поля. Если такой проводник разрезать, не вынося из поля, то его части будут иметь заряды разных знаков.

Важно!
Во всех точках поверхности проводника вектор напряженности направлен перпендикулярно к его поверхности. Поверхность проводника является эквипотенциальной (потенциалы всех точек поверхности проводника равны)

Закон Кулона

Закон Кулона позволяет количественно описать процесс, при котором взаимодействуют заряженные тела. Это фундаментальный закон – утверждение было доказано экспериментальным путем, а не является следствием природных закономерностей.

Закон Кулона справедлив в том случае, когда точечные заряды неподвижны и находятся в вакууме. Понятие точечного заряда является условным, так как подобные частицы отсутствуют в действительности. Однако точечными можно считать такие заряды, размеры которых существенно меньше, чем расстояние между ними.

Сила, с которой взаимодействуют заряды в воздухе, практически не отличается от силы их взаимодействия в вакууме. В первом случае сила слабее менее, чем на одну тысячную. Электрический заряд является физической величиной и характеризует способность частиц и тел вступать в электромагнитные силовые взаимодействия.

Примечание

Первым закон взаимодействия зарядов, находящихся в состоянии покоя, открыл французский физик Ш. Кулон в 1785 году. Опытным путем ученый измерял взаимодействие между шариками с размерами намного меньше, чем расстояние между ними.

Определение

Закон Кулона: Сила, с которой взаимодействуют два неподвижных точечных электрических заряда в вакууме, прямо пропорциональна произведению их модулей и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Сила направлена вдоль прямой, соединяющей заряды, и является силой притяжения, если заряды разноименные, и силой отталкивания, если заряды одноименные.

Модули зарядов обозначают:

\(\left| q_1\right| \left| q_2 \right|\)

Таким образом, запись закона Кулона будет иметь следующий вид:\(F = k \cdot \dfrac{\left|q_1 \right| \cdot \left|q_2 \right|}{r^2} \ \)Коэффициент пропорциональности определяется выбором системы единиц:

\(k=\frac{1}{4\pi \varepsilon _0}\)

Полная формула закона Кулона:

\(F = \dfrac{\left|q_1 \right|\left|q_2 \right|}{4 \pi \varepsilon_0 \varepsilon r^2} \)

где

F — сила Кулона;

\(q_1 q_2\) — определяют электрический заряд тела;

r — расстояние, на которое удалены заряды;

\(\varepsilon_0 = 8,85*10^{-12} \) — электрическая постоянная;

\(\varepsilon\) — диэлектрическая проницаемость среды;

\(k = 9*10^9\) — коэффициент пропорциональности в законе Кулона.

Согласно третьему закона Ньютона:

\(\vec{F}_{12}=\vec{F}_{21}\)

Данные силы взаимодействия представляют собой силы отталкивания в том случае, когда заряды имеют одинаковые знаки, и являются силами притяжения при разных знаках зарядов. Для обозначения электрического заряда, как правило, используют буквы q или Q.

Исходя из совокупности данных, полученных экспериментальным путем, можно сделать следующие выводы:

  1. Электрические заряды бывают двух типов, которые условно называют отрицательными и положительными.
  2. Заряды обладают способностью передаваться (к примеру, в процессе непосредственного контакта) от одного тела к другому. В отличие от массы тела электрический заряд не является неотъемлемым параметром данного тела. Одно и то же тело при разных условиях может обладать неодинаковым зарядом.
  3. Заряды с одинаковым знаком отталкиваются, а с разными – притягиваются. Таким образом проявляется принципиальная разница между электромагнитными и гравитационными силами. Гравитацией всегда является сила притяжения.

Взаимодействие неподвижных электрических зарядов является электростатическим или кулоновским взаимодействием. Электростатика является отдельным разделом электродинамики, задача которого заключается в изучении кулоновского взаимодействия.

Закон Кулона применим в случае точечных заряженных тел. На практике закономерность выполняется в том случае, когда размеры заряженных тел много меньше, чем расстояние между ними. Условия выполнения закона Кулона:

  • точечность зарядов;
  • неподвижность зарядов;
  • взаимодействие зарядов в вакууме.

В международной системе СИ заряд измеряют в Кулонах (Кл).

Определение

Кулон – заряд, который проходит за 1 секунду через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.

Единица силы тока (Ампер) в СИ является наряду с единицами длины, времени и массы основной единицей измерения.

Закон Кулона [ править ]

Закон Кулона гласит, что:

«Величина электростатической силы притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними».

Сила проходит по соединяющей их прямой линии. Если два заряда имеют одинаковый знак, электростатическая сила между ними является отталкивающей; если у них разные знаки, сила между ними притягательна.

Если — расстояние (в метрах ) между двумя зарядами, то сила (в ньютонах ) между двумя точечными зарядами и кулонах ) равна:
р{\ displaystyle r}q{\ displaystyle q}Q{\ displaystyle Q}

Fзнак равно14πεqQр2знак равноkqQр2,{\ displaystyle F = {\ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon _ {0}}} {\ frac {qQ} {r ^ {2}}} = k_ {0} {\ frac {qQ} {r ^ {2}}} \ ,,}

где ε диэлектрическая проницаемость вакуума или диэлектрическая проницаемость свободного пространства:

ε8,854 187 817×1012C2 N1 м2.{\ displaystyle \ varepsilon _ {0} \ приблизительно 8,854 \ 187 \ 817 \ times 10 ^ {- 12} \; \; \ mathrm {C ^ {2} \ N ^ {- 1} \ m ^ {- 2} }.}

В СИ единиц е являются эквивалентными   2 с 4 кг -1 м -3 или С 2 Н -1 м -2 или Р м -1 . Постоянная Кулона

kзнак равно14πε8,987 551 792×109N м2 C2.{\ displaystyle k_ {0} = {\ frac {1} {4 \ pi \ varepsilon _ {0}}} \ приблизительно 8.987 \ 551 \ 792 \ times 10 ^ {9} \; \; \ mathrm {N \ m ^ {2} \ C} ^ {- 2}.}

Один протон имеет заряд е , а электроне , где,

е1,602 176 565×1019C.{\ displaystyle e \ приблизительно 1,602 \ 176 \ 565 \ times 10 ^ {- 19} \; \; \ mathrm {C}.}

Эти физические константы , k , e) в настоящее время определены так, что ε и k определены точно, а e — измеряемая величина.

Потенциал и напряжение

Основная статья : Электрический потенциал

Основная статья : Электрическое напряжение

Разность потенциалов между двумя точками называется электрическим напряжением . Произведение заряда частицы и напряжения между двумя точками дает энергию, необходимую для перемещения частицы из одной точки в другую. Единица измерения электрического потенциала и электрического напряжения — вольт . Согласно определению потенциала и напряжения, вольт = ДжоульКулон .
Uзнак равноΔϕ{\ Displaystyle U = \ Delta \ phi}

Потенциал рассчитывается следующим образом:

ϕзнак равно-∫Э.→⋅ds→{\ displaystyle \ phi = — \ int {\ vec {E}} \ cdot \ mathrm {d} {\ vec {s}}}

Пределы интегрирования являются результатом выбора нулевого уровня . Часто это устанавливается произвольно на бесконечное расстояние. Точечный заряд , находящийся в этом месте, вызывает в этом месте потенциал:
Q{\ displaystyle Q}Икс→′{\ displaystyle {\ vec {x}} \, ‘}Икс→{\ displaystyle {\ vec {x}}}

ϕ(Икс→)знак равноkQ1‖Икс→-Икс→′‖{\ displaystyle \ phi ({\ vec {x}}) = kQ {\ frac {1} {\ left \ | {\ vec {x}} — {\ vec {x}} \, ‘\ right \ |} }}

В случае непрерывного распределения пространственного заряда электрический потенциал определяется следующим интегралом :

ϕ(Икс→)знак равноk∫ρ(Икс→′)‖Икс→-Икс→′‖d3Икс′{\ displaystyle \ phi ({\ vec {x}}) = к \ int {\ frac {\ rho ({\ vec {x}} \, ‘)} {\ left \ | {\ vec {x}} — {\ vec {x}} \, ‘\ right \ |}} \ mathrm {d} ^ {3} x’}

Если невозможно найти аналитическое решение интеграла, его можно разложить в степенной ряд, см. Мультипольное разложение или .
1||Икс→-Икс→′||{\ displaystyle 1 / || {\ vec {x}} — {\ vec {x}} \, ‘||}

Представление о напряжении достигает своих пределов, когда происходят динамические процессы. Напряжение индукции все еще можно определить для переменных магнитных полей, но оно больше не может быть определено через разность потенциалов. Кроме того, энергия, необходимая для перемещения заряда из одной точки в другую, равна только разности потенциалов между точками до тех пор, пока ускорение пренебрежимо мало, поскольку электродинамика предполагает, что ускоренные заряды испускают электромагнитные волны, которые также необходимо учитывать в энергетический баланс.

Общий

Есть простой эксперимент, который может сделать каждый, позволяющий ощутить электростатическую силу : достаточно протереть пластиковую линейку очень сухой тканью и поднести ее к маленьким кусочкам бумаги: это электризация . Бумага прилипает к линейке и остается там до тех пор, пока грузы не будут уравновешены. Эксперимент прост в проведении, однако его интерпретация непроста, поскольку, если правило нагружено трением, листы бумаги не являются априори. Другой эксперимент в том же стиле состоит в наблюдении отклонения струи воды, если поднести к ней целлофановую пленку.

Проще говоря, обычное ощущение воздействия электростатики — это ощущение удара током от прикосновения к металлическому предмету в очень сухую погоду, при посадке или выходе из машины или снятии одежды из синтетической ткани. Это явления, при которых происходит накопление зарядов статического электричества .

Отсюда мы можем рассматривать две категории тел: изоляторы или диэлектрики , в которых состояние электризации сохраняется локально, и проводники, в которых это состояние распределено по поверхности проводника. Электрификация тел наблюдается благодаря изолирующим свойствам сухого воздуха, который предотвращает поток к земле зарядов, создаваемых трением.

Различие между изоляторами и проводниками не является абсолютным; удельное сопротивление никогда не бывает бесконечным (но очень большим), и, например, сухая изоляционная бумага может стать проводящей, если ее смочить водой.

Свободные электрические заряды, которые практически отсутствуют в хороших изоляторах, могут быть легко созданы путем подачи электрону, обычно связанному с атомной структурой, достаточного количества энергии для его высвобождения (например, путем облучения или нагрева). При температуре 3000  ° С изоляторов больше нет, только проводники.

Мы также наблюдаем экспериментально, что есть два типа зарядов, которые мы различаем по их знаку, и что материя состоит из частиц с различными зарядами, все кратными заряду электрона , называемого «элементарным зарядом»; однако в электростатике мы будем удовлетворены, если скажем, что когда объект заряжен в объеме, он содержит объемную плотность заряда . Это соответствует статистическому приближению с учетом малости элементарного заряда.
ρ(Икс,y,z){\ Displaystyle \ rho \; (х, у, г)}

Точно так же небольшой эксперимент демонстрирует важность статического электричества: все, что вам нужно сделать, это зарядить пластиковую расческу (причесать волосы сухими волосами), а затем поднести заряженную расческу к неоновой лампе: в темноте, поднеся расческу ближе к трубке загорается локально. Электрического поля, создаваемого гребенкой, достаточно для возбуждения газа внутри трубки

Отсюда важность статического электричества: если электрического поля простой гребенки достаточно для возбуждения газа, разряд статического электричества в чувствительном электронном устройстве также может его разрушить.