Ты когда-нибудь снимал свитер и слышал треск? Или волосы вставали дыбом после шапки? Это электростатика — электричество, которое сидит на месте и ждёт своего часа.
Заряд — свойство частиц взаимодействовать электрически. Есть два знака: плюс и минус. Одноимённые отталкиваются, разноимённые притягиваются. Носители заряда в атоме — электроны (минус) и протоны (плюс).
В замкнутой системе суммарный заряд не меняется. Потереть стекло о шёлк: заряд не создаётся из воздуха — он просто перераспределяется между телами.
Шарль Кулон измерил силу между двумя точечными зарядами. Она растёт с зарядами и падает с квадратом расстояния.
Если удвоить каждый заряд — сила вырастет в 4 раза. Если удвоить расстояние — сила упадёт в 4 раза. Расстояние в квадрате — самый жадный параметр во всей формуле.
Заряды не касаются друг друга, но чувствуют силу. Как? Через электрическое поле — невидимую область вокруг заряда, которая действует на другие заряды. Поле — не математическая штука, а реальная сущность.
Напряжённость — «сила поля на единицу заряда». Проводим мысленные линии от плюса к минусу: они показывают, куда толкнёт поле положительный заряд.
Потенциал φ — «энергия единичного заряда» в точке поля. Разность потенциалов между двумя точками — это напряжение:
В однородном поле (между пластинами конденсатора) поле простое: напряжение делённое на расстояние даёт напряжённость.
Конденсатор — устройство-склад заряда: две пластины, между ними изолятор. Накопленный заряд пропорционален напряжению:
Вспышка фотоаппарата работает именно так: конденсатор медленно копит энергию, а потом резко её отдаёт — и бах, весь свет в одном мгновении.
Капли в туче трутся, заряды разделяются, поле нарастает — и воздух пробивается. Молния — это конденсатор, который разрядился на гигантскую дистанцию.