Электростатическая защита
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ПРОВОДНИКОВ
План 1. Распределение свободных зарядов в проводнике. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. 2. Электростатическая защита. 3. Электроемкость уединенного проводника, системы проводников, плоского конденсатора. 4. Энергия системы точечных зарядов, заряженного проводника и конденсатора. 5. Энергия электростатического поля. Объемная плотность энергии электростатического поля. 1. Распределение свободных зарядов в проводнике. В заряженном проводнике избыточные зарядырасполагаются на его поверхности вследствие кулоновского отталкивания. Одноименные заряды отталкиваются и стремятся расположиться как можно дальше друг от друга. Как показывает опыт, распределение зарядов по поверхности проводника не равномерно и существенно зависит от формы его поверхности. Плотность зарядов невелика там, где кривизна незначительна или даже отрицательна. Для случая электростатики напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю ( ), иначе заряды в проводнике перемещались бы под действием сколь угодно малого поля, а это уже электрический ток. Это означает, что потенциал внутри проводника должен быть постоянным. ( ). Следовательно, в случае равновесия зарядов поверхность проводника должна быть эквипотенциальной.На поверхности проводника напряженность поля должна быть направлена перпендикулярно (иначе вдоль поверхности потечет ток).
Вне проводника в непосредственной близости к нему напряженность направлена по нормали к поверхности , а значит . Теорема Гаусса для вектора (над поверхностью проводника может быть диэлектрик) где ; тогда . Так как , получаем , откуда: Напряженность электрического поля вблизи поверхности проводника пропорциональна поверхностной плотности заряда . Вблизи выпуклых частей тел поле может быть настолько большим, что происходит ионизация окружающего атмосферного воздуха и коронный разряд. Электростатическая защита. При внесении незаряженного проводника в электрическое поле происходит разделение зарядов, свободные заряды образуют на одной стороне избыток отрицательных зарядов, а на другой – избыток положительных зарядов (рис. 19.2).
На свойстве проводников экранировать внешние поля основывается электростатическая защита от действия внешних электростатических полей. Когда какой – либо прибор хотят защитить от воздействия внешних полей, его окружают проводниковым экраном. Внешнее поле компенсируется внутри экрана возникающего на его поверхности электрическими зарядами. При этом экран может быть не сплошным, а в виде густой сетки. Заметим, что если заряды находятся внутри полости, то они вызывают возникновение индукционных зарядов и на внутренней и на внешней поверхности проводника. Поле внутри полости в этом случае отлично от нуля.
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (569)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |