• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Провідники у електростатичному полі

Провідник відрізняється від напівпровідника або діелектрика тим, що у ньому велика кількість вільних носіїв зарядів (електронів) n > 10 ²¹ м ^-3. На вільні заряди в електростатичному полі діє сила . Під дією цієї сили заряди приводяться в рух і рухаються до тих пір, доки напруженість поля у провіднику не стане . Це означає, що потенціал всередині провідника

повинен бути однаковим. Тоді, вектор напруженості поля біля поверхні провідника у кожній точці має бути перпендикулярним до поверхні і , , оскільки переміщення зарядів не відбувається (рис.1). Це означає, що поверхня провідника являється еквіпотенціальною! Наданий надлиш-ковийзаряд q у провіднику розпо-діляєтьсяпо поверхні провідника!

Бо якби у провіднику були заряди, то на них повинні починатись або закінчуватись силові лінії. Але у провіднику !

Знайдемо взаємозв’язок між напруженістю Е поля поблизу поверхні зарядженого провідника і поверхневою густиною зарядів .

Застосуємо теорему Остроградського-Гаусса.

\

Розглянемо елемент поверхні зарядженого провідника(рис.2). Потік вектора через замкнуту поверхню ( поверхню циліндра) визначається тільки потоком через зовнішню основу циліндра, так як поле всередині провідника відсутнє.

, звідки .

Напруженість електростатичного поля поблизу зарядженої поверхні пропорційна поверхневій густині зарядів. Поверхнева густина зарядів для різних точок поверхні різна і залежить від кривизни поверхні провідника.

Пояснимо це на прикладі двох заряджених сфер радіусами R₁ та R₂, які дотикаються. Заряди на провідниках завжди перерозподіляються таким чином, щоб їх потенціали були рівними, тобто .

; .

Визначимо заряди на сферах через їх поверхневу густину :

; .

; .

Там, де кривизна поверхні менша, поверхнева густина заряду більша і навпаки. А оскільки , то напруженість поля біля точок малої кривизни більша, ніж біля відносно плоских поверхонь (рис.3).

Як слідує із вищенаведеного, напруженість поблизу вістря буде дуже великою. Вона може бути такою великою, що наступає “пробій” повітря і заряд швидко стікає з вістря у повітря. Саме тому деталі електричних пристроїв, які знаходяться під високою напругою і несуть великий заряд, виготовляють з поверхнями із великими радіусами кривизни.

Явище перерозподілу поверхневих зарядів на провіднику у зовнішньому електростатичному полі називається електростатичною індукцією, а перерозподілені заряди – індукованими зарядами.

Відмітимо, що металевий екран захищає тільки від зовнішнього поля. Якщо помістити заряд всередину металевої оболонки, то екранування не виникає (рис.6).

Читайте також:

1. Б.) Напівпровідники.
2. В електронагрівачах використано одну з головних власти­востей електричного струму - здатність нагрівати провідники.
3. Впровадження домішки у напівпровідники шляхом іонної імплантації
4. Діелектрики в електростатичному полі.
5. Домішкові напівпровідники
6. Електростатичному полі
7. Завдання в контрольних роботах охоплюють наступні розділи курсу:«Провідникові матеріали», «Магнітні матеріали», «Діелектрики», «Напівпровідники».
8. Напівпровідники п-типу
9. Провідник в електростатичному полі.
10. Провідники в електричному полі
11. ПРОВІДНИКИ В ЕЛЕКТРИЧНОМУ ПОЛІ
12. Провідники в електричному полі. Електроємність відокремленого провідника

Переглядів: 1016