Conductorii in camp electrostatic - studopediya

În cazul în care conductorul este plasat într-o câmpuri electrostatice externe sau încărcați-l, taxele pe conductorul va acționa în câmp electrostatic, prin care ei încep să se miște. sarcinilor mobile (curente) continuă până când, până la o distribuție de echilibru a taxelor la care câmpul electrostatic în interiorul conductorului dispare. Acest lucru se întâmplă într-un timp foarte scurt. De fapt, în cazul în care câmpul nu este zero, atunci conductorul ar fi apărut mișcarea ordonată plată, fără pierderi de energie de la o sursă externă, ceea ce contrazice legea conservării energiei. Astfel, intensitatea câmpului la toate punctele din cadrul conductorului este egala cu zero:

Absența câmpului în interiorul conductorului mijloace potrivit (85,2), că potențialul de la toate punctele din cadrul conductorului este constant (j = const), m. E. Suprafața într-un conductor câmp electrostatic este un echipotențial (vezi. § 85). De aici rezultă că câmpul vectorial pe suprafața exterioară a conductorului este normal la fiecare punct al suprafeței sale. Dacă acest lucru nu a fost cazul, sub acțiunea taxelor componentei E tangențiale ar începe să se deplaseze pe suprafața conductorului, care, la rândul său, ar fi contrară distribuției de încărcare de echilibru. Dacă raportul conductor unele sarcină Q, toneskompensirovannye taxele sunt amplasate pe suprafața conductorului. Acest lucru rezultă în mod direct din teorema Gauss (89,3), potrivit căruia taxa Q, în interiorul conductorului într-un volum delimitat de o suprafață închisă arbitrar este egal cu

deoarece toate punctele din cadrul suprafeței D = 0.

Am găsit acum o corelație între rezistența Epolya în apropierea suprafeței unui conductor szaryadov încărcat și densitatea areál la suprafața sa. În acest scop, teorema lui Gauss este aplicabil unui cilindru infinitezimal cu baze DS care traversează conductorul de frontieră - izolator. Axa cilindrului este orientată de-a lungul vectorului E (fig. 141). Hraneste vector deplasare electrică prin interiorul suprafeței cilindrice este egală cu zero, deoarece conductorul interior E1 (și deci D1) este zero, astfel încât vectorul de curgere D printr-o suprafață cilindrică închisă definită curge numai prin baza cilindrului exterior. Conform teoremei Gauss (89,3), acest fir (DDS) este suma taxelor (Q = sds), acoperite de suprafață :. DDS = sds, adică.

în cazul în care s - constanta dielectrică a mediului ce înconjoară conductorul.

Astfel, intensitatea câmpului electrostatic la suprafața conductorului este determinată de densitatea de încărcare de suprafață. Se poate arăta că ecuația (92.2) dă intensitatea câmpului electrostatic în apropierea suprafeței unui conductor de orice formă.

În cazul în care un câmp electrostatic extern pentru a face conductorul neutru, atunci taxele libere (electroni, ioni) se va muta: pozitiv - în domeniu, negativ - împotriva câmpului (Figura 142, a.). La un capăt al conductorului se va acumula o sarcină pozitivă în exces pe de altă parte - excesul negativ. Aceste taxe sunt numite induse. Acest lucru va avea loc atâta timp cât intensitatea câmpului electromagnetic din interiorul conductorului devine zero, iar conductorul de linie este tensiune - perpendicular pe suprafața sa (figura 142, b.). Astfel, conductorul neutru inclus în pauzele de câmp electrostatic ale liniilor de tensiune; acestea ajung pe taxa induse negativ și re-start asupra pozitive. Acuzatiile induse sunt distribuite pe suprafața exterioară a conductorului. Fenomenul de redistribuire a taxelor de suprafață pe conductorul într-un câmp electrostatic extern se numește inducție electrostatică.

Fig. 142 b care apar cheltuieli induse pe conductorul din cauza deplasării lor de câmp, adică. E. Syavlyaetsya densitate de suprafață taxe deplasate. Prin (92,1), conductorul electric de schimbare Dvblizi este numeric egală cu densitatea de suprafață a taxei mutat. Prin urmare, vectorul D se numește vectorul de deplasare electric.

Deoarece starea de echilibru în interiorul tarifelor conductoare sunt absente, crearea în interiorul cavității nu va afecta configurația aranjament a taxelor și, prin urmare, câmpul electrostatic. În consecință, câmpul din interiorul cavității va fi omisă. Dacă acum conductorul de masă având o cavitate, potențialul la toate punctele din cavitatea este zero, adică. E. Cavitatea este complet izolată de influența câmpurilor electrostatice externe. Aceasta se bazează pe corpurile ecranare electrostatic zaschita-, cum ar fi instrumentele de măsură, de influența câmpurilor electrostatice externe. In loc de un conductor solid pentru plasă de protecție din metal gros poate fi folosit, care, întâmplător, este eficientă în prezența nu numai permanente, ci și câmpuri electrice alternative.

taxele de proprietate situate pe suprafața exterioară a conductorului utilizat pentru aparatele generatoare electrostatice pentru acumularea taxelor mari și pentru a realiza diferența de potențial de mai multe milioane de volți. Generatorul electrostatic, inventat de fizicianul american R. Van de Graaff (1901-1967), este format din conductor tubular sferic 1 (Fig. 143), întărită de izolatori 2. O bandă în mișcare închisă 3iz tesatura cauciucată este încărcat de la sursa de tensiune prin sistemul de sfaturi 4, conectat la unul dintre polii sursei, al doilea pol al care este legat la pământ. Placa Grounded 5 mărește umflarea tarifelor cu sfaturi pentru o bandă. Alte cheltuieli de sistem acută 6snimaet de bandă și le trece la minge gol, și trece la suprafața sa exterioară. Astfel, o suprafață mare este transferată treptat taxa și o diferență de potențial poate fi realizat în mai multe milioane de volți. Generatoare electrostatice sunt utilizate în acceleratoare de particule de înaltă tensiune, precum și în tehnologia low-curent de înaltă tensiune.