3. Электродинамика
3.1. Электрический заряд. Закон Кулона
Электрический заряд — физическая величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия.
Свойства заряда:
1. Носителями электрического заряда являются заряженные элементарные частицы — протон и электрон (а также их античастицы — антипротон и позитрон — и некоторые нестабильные частицы: 
-мезоны, 
-мезоны и т.д.). Заряженные частицы взаимодействуют между собой с силами, убывающими с расстоянием так же медленно, как гравитационные, но во много раз превышающими их по величине.
2. Все заряженные элементарные частицы обладают одним и тем же по величине зарядом, который называют элементарным зарядом и обозначают буквой е. Опыт показывает, что заряд элементарных частиц не зависит от их скорости.
3. Заряд элементарных частиц может быть положительным или отрицательным. Одноименные частицы отталкиваются, разноименные — притягиваются. За положительный заряд принят заряд протона 
Заряд электрона — отрицательный 
Если в состав макроскопического тела входит различное количество электронов 
и протонов 
то оно оказывается заряженным. Заряд тела всегда представляется числом, кратным величине элементарного заряда: 
Закон сохранения электрического заряда: полный заряд замкнутой системы, т.е. алгебраическая сумма зарядов всех тел, постоянен. Это утверждение очевидно, если в системе не происходит превращений элементарных частиц. Но закон сохранения заряда имеет более фундаментальный характер — он выполняется в любых процессах рождения и уничтожения элементарных частиц.
Закон Кулона описывает взаимодействие покоящихся точечных зарядов, т.е. элементарных частиц или заряженных тел, размеры которых малы по сравнению с расстоянием между ними. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме (кулоновская сила) прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
где k — коэффициент пропорциональности, зависящий от системы единиц. Сила взаимодействия направлена вдоль прямой, соединяющей заряды; одноименные заряды отталкиваются, разноименные — притягиваются.
В системе СИ единица заряда кулон (Кл) определяется через единицу силы тока ампер, а коэффициент в формуле (1) равен 
или 
где 
— электрическая постоянная. В гауссовой системе 
к принимается равным единице, и единица заряда определяется законом Кулона.
Сила, действующая на заряд 
со стороны нескольких зарядов 
равняется суперпозиции сил:
Распределение заряда по пространству задается пространственной плотностью заряда 
по поверхности — поверхностной плотностью заряда 
по линии — линейной плотностью заряда 
Система зарядов называется электронейтральной) если ее полный заряд равен нулю. Простейший пример электронейтральной системы — электрический диполь, состоящий из двух точечных зарядов, 
и 
Дипольным моментом электрического диполя называется вектор
где 
— вектор, проведенный от заряда — 
к заряду 
Обобщением на произвольную электронейтральную систему является определение
где 
— сумма всех положительных зарядов, 
— центр положительных зарядов, 
— центр отрицательных зарядов.
О системах единиц в электростатике. Все формулы будут приводиться в системе 
Для перехода к гауссовой системе 
в большинстве случаев достаточно положить 
Если формула записана через 
то надо сначала заменить 
на 
