Проводниците в електростатично поле - studopediya

Ако проводникът е поставен във външен електростатични полета или това, таксите върху проводника ще действат електростатично поле, при което те започват да се движат. Преместването на такси (настоящи) продължава, докато, докато разпределението на равновесие на такси, на която областта електростатично вътре в проводник изчезва. Това се случва в един много кратък период от време. В действителност, ако сферата не е нула, а след това на проводника щеше да се появи методично придвижване на такса без загуба на енергия от външен източник, което противоречи на закона за запазване на енергията. По този начин, интензивността на полето във всички точки в рамките на проводник е равно на нула:

Липсата на областта в проводника означава съгласно (85.2), че потенциалът на всички точки на проводника е константа (J = конст), т. Е. повърхност в електростатично поле проводник е еквипотенциална (вж. § 85). От това следва, че полето на вектора на външната повърхност на проводника е нормално за всяка точка на повърхността си. Ако това не беше така, под действието на тангенциални таксите за компонент E ще започне да се движи по повърхността на проводника, което от своя страна би било в противоречие с равновесно разпределение заплащане. Ако доклад диригент някои заряд Q, toneskompensirovannye такси са разположени само на повърхността на проводника. Това следва директно от теоремата на Гаус (89.3), според която заряд Q, в проводника в обем, ограничена от произволна затворена повърхност е равна на

тъй като всички точки по повърхността D = 0.

Сега се намери връзка между силата Epolya близо до повърхността на зареден проводник szaryadov и пространствената плътност на повърхността си. За тази цел на теоремата на Гаус е приложима за безкрайно цилиндър с DS бази преминаване на границата проводник - изолатор. оста на цилиндрите е ориентирана по вектор Е (фиг. 141). Поток електрически вектор изместване през вътрешността на цилиндричната повърхност е равна на нула, тъй като вътрешната проводник Е1 (и следователно D1) е равна на нула, така вектор поток D проходния затворена цилиндрична повърхност определено тече само през външния цилиндър база. Според Гаус теорема (89.3), тази тема (DDS) е сумата от такси (Q = SDS), покрита повърхност :. DDS = SDS, т.е..

къде е - диелектрична константа на средата, заобикаляща проводника.

По този начин, електростатично напрегнатостта на полето на повърхността на проводника се определя от плътността на повърхностния заряд. Може да се покаже, че уравнение (92.2) дава интензитета на електростатичното поле близо до повърхността на проводника с всякаква форма.

Ако външен електростатично поле да неутрален проводник, след което свободните заряди (електрони, йони) ще се премести: положително - в областта, отрицателно - срещу областта (Фигура 142, а.). В единия край на проводника ще се натрупа излишък положителен заряд от друга - отрицателна стойност. Тези такси се наричат ​​предизвикана. Това ще се случи, докато напрегнатостта на полето в проводника става нула и проводника линия е напрежение - перпендикулярна на неговата повърхност (Фигура 142, б.). Така неутралния проводник включени в електростатично поле паузи на линиите на напрежение; те в крайна сметка върху предизвикана отрицателен заряд и повторно стартиране на позитивите. На предизвикани такси се разпределят върху външната повърхност на проводника. Феноменът на преразпределение на повърхностни заряди на диригента във външно електростатично поле се нарича електростатично индукция.

Фиг. 142 б че индуцирани такси появяват на проводника поради изместване им от областта, Е. Syavlyaetsya повърхност плътност разселени такси т.е... С (92,1), електрически проводник Dvblizi смяна е числено равна на плътността на повърхността на изместен заряд. Поради това, вектор D се нарича електрически вектор изместване.

Тъй като състоянието на равновесие в такси проводниковите отсъстват, създаването вътре в кухината няма да повлияе на подреждане конфигурация на разходи и по този начин областта електростатично. Следователно, областта вътре в кухината ще бъде пропуснато. Ако сега заземителния проводник с кухина, потенциалът на всички точки на кухината е нула, т.е.. Е. кухина е напълно изолиран от влиянието на външните електростатични полета. Това се основава на органите на електростатично екраниране zaschita-, като средствата за измерване, от влиянието на външни електростатични полета. Вместо твърд проводник за защита дебела метална мрежа може да се използва, който, между другото, е ефективна в присъствието на не само постоянен, но и променлив електрически полета.

такси за имоти, разположени на външната повърхност на проводника използва за електростатични генератори апаратура за натрупване на големи такси и за постигане на потенциалната разлика от няколко милиона волта. В електростатичен генератор, изобретена от американския физик Р. Ван де Graaff (1901-1967), се състои от сферичен кух проводник 1 (фиг. 143), подсилен от изолатори 2. преместване лента затворена 3iz гумирана тъкан се таксува от източник на напрежение чрез системата от съветите 4, свързан към един от полюсите на източника, вторият полюс на който е заземен. Заземена плоча 5 увеличава прииждането на такси с върховете на лента. Други такси остра система 6snimaet от лентата, и ги предава към кух топката, и те преминават към външната й повърхност. По този начин, с голяма площ се прехвърля постепенно се зарежда и потенциална разлика може да се постигне по няколко милиона волта. Електростатични генератори се използват ускорители на високо напрежение на частиците, както и в ниски текущата технология за високо напрежение.