рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Физика
/
Распределение зарядов в проводнике

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Распределение зарядов в проводнике

Распределение зарядов в проводнике - раздел Физика, Учебно-методической комиссией Физика: курс лекций/ Г.В. Яборов, С.Н. Кравченко. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. – Ч. 2. – 63 с. Глава 1. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Металл, В Отличие От Диэлектрика, Проводит Электрический Ток. Следовательно, ...

Металл, в отличие от диэлектрика, проводит электрический ток. Следовательно, в металлических проводниках имеются свободные носители заряда – электроны проводимости или свободные электроны, которые могут под действием электрического поля перемещаться по всему проводнику. Свободные электроны возникают, когда металл конденсируется из газообразного сотояния в жидкое, а затем в твердое. При конденсации металла происходит обобществление части валентных электронов, которые отделяются от «своих» атомов и образуют электронные газ в металле.

Электронные свойства проводников в условиях электростатики определяются поведением электронов проводимости во внешнем электростатическом поле. В отсутствии внешнего электростатического поля электрические поля электронов проводимости и ионного остова кристаллической решетки – положительных ионов металла – взаимно компенсируются. Если металлический проводник внесен во внешнее электрическое поле, то под действием этого поля электроны проводимости перераспределяются в проводнике таким образом, чтобы в любой точке внутри проводника электрическое поле электронов проводимости и положительных ионов скомпенсировало внешнее поле.

Перераспределение зарядов в проводнике под влиянием внешнего электростатического поля называется явлением электростатической индукции. Возникающие на проводнике заряды при внесении его в поле, численно равны друг другу, но противоположны по знакам, называются наведенными или индуцированными зарядами. Индуцированные заряды исчезают, как только проводник удаляется из электрического поля.

Для проводника в электростатическом поле выполняются следующие условия.

1. Условие экранировки. Всюду внутри проводника напряженность электрического поля равна нулю. Иными словами, электростатическое поле в проводник не проникает. У поверхности нормальная составляющая равна напряженности внешнего поля (), а тангенциальная равна нулю ().

2. Условие эквипотенциальности. Весь объем проводника эквипотенциален, т.е. всюду внутри проводника потенциал остается постоянным. Условие эквипотенциальности напрямую следует из связи напряженности и потенциала (13).

Из условий экранировки и эквипотенциальности следует, что нескомпенсированные заряды располагаются в проводнике только на его поверхности.

Исходя и теоремы Гаусса–Остроградского у поверхности проводника с поверхностной плотностью зарядов s напряженность и индукция электрического поля:

где e₀ – относительная диэлектрическая проницаемость среды, окружающей проводник.

Интерес представляют скачки напряженностей электрического поля на выступах (остриях) и впадинах в заряженных проводниках. У острия наблюдается аномальный скачок напряженности электрического поля (у идеального острия она равна бесконечности), а во впадинах напряженность электрического поля минимальна (в идеальном случае равна нулю). Большое значение напряженности поля вблизи острого выступа на заряженном проводнике приводит к явлению, известному под названием «электрического ветра». В достаточно сильном электрическом поле вблизи заряженного острия в воздухе происходит стекание заряда, и следствие этого – ударная ионизация воздуха. Ионы, заряженные одноименно с острием, движутся от него. Они увлекают за собой частицы воздуха и вызывают образование «электрического ветра», направленного от острия. Ионы, заряженные разноименно с острием, движутся к нему. Однако их влияние на «электрический ветер» несущественно, так как образование и разгон ионов происходит в непосредственной близости от острия. В вакууме с отрицательно заряженного острия стекают электроны. Последнее явление используется в вакуумных электронных приборов в холодных катодах.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Учебно-методической комиссией Физика: курс лекций/ Г.В. Яборов, С.Н. Кравченко. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. – Ч. 2. – 63 с. Глава 1. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ

Я... Одобрено учебно методической комиссией машиностроительного факультета филиала ЮУрГУ в г Миассе...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Распределение зарядов в проводнике

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Закон сохранения электрического заряда
Взаимодействие между электрически заряженными частицами или телами, движущимися произвольным образом относительно инерциальной системы координат, осуществляется посредством электром

Закон Кулона
Закон Кулона определяет силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами. В скалярном виде он записывается следующим образом:

Напряженность электрического поля
Электростатическое поле не дано человеку в ощущении. Это особый вид материи, наличие которой можно определить с помощью инструмента. Инструментом в данном случае служит пробное заря

Потенциал электрического поля
Из закона Кулона и определения напряженности электрического поля следует, что напряженность электрического поля убывает обратно пропорционально квадрату расстояния, и на бесконечном

Поле электрического диполя в вакууме
Электрическим диполем называется простейшая система из двух одинаково разноименно заряженных точечных зарядов, находящийся на расстоянии l, изображенная на рис.2. Вектор

Для электростатического поля в вакууме
Вычисление напряженностей простейших электростатических полей, генерируемых точечными зарядами решается в рамках закона Кулона. Однако вычисление напряженности электростатического п

Дипольные моменты молекул диэлектрика
Диэлектриками или изоляторами называются вещества, которые при обычных условиях не проводят электрический ток. Согласно классической теории, в диэлектриках в отличие от про

Поляризация диэлектриков
Если полярный диэлектрик не находится во внешнем электрическом поле, то в результате теплового движения молекул векторы их электрических дипольных моментов ориентированы беспорядочн

В изотропной диэлектрической среде
При рассмотрении электрического поля в веществе различают два типа электрических зарядов: свободные и связанные. Связанными зарядами называют заряды, которые входят в соста

В изотропной диэлектрической среде
В изотропной диэлектрической среде вектор поляризованности пропорционален вектору напряженности внешнего эл

Сегнетоэлектрики
Сегнетоэлектриками называется группа твердотельных кристаллических ионных диэлектриков, обладающих в интервале температур спонтанной (самопроизвольной) поляризацией, которая сильно изменяется под в

Электрическая емкость уединенного проводника
Уединенным называется проводник, который находится столь далеко от других тел, что влиянием их электрических полей можно пренебречь. Характер распределения зарядов по поверхности за

Взаимная электрическая емкость двух проводников. Конденсаторы
Рассмотрим систему, состоящею из двух проводников, заряды которых равны и противоположны по знаку или один заряжен, а другой нет. Если проводники удалены от других заряженных тел, т

Энергия заряженных проводников и электростатического поля
В этом разделе всюду предполагается, что среда, в которой находятся заряженные тела и создано электрическое поле, электрически изотропная и не обладает сегнетоэлектрическими свойств

Законы постоянного тока в проводниках
4.2.1. Закон Ома для полной цепи Полной электрической цепью называется цепь, составленная из источника постоянного тока и активной нагрузки в виде сопротивления (рис

Постоянный ток в жидкостях (растворах электролитов)
Неметаллические проводящие ток жидкости обладают ионной проводимостью, т.е. носители тока в них положительные и отрицательные ионы. Такие жидкости называются электролитами или проводниками II рода.

Постоянный ток в газах
Газы, в отличие от металлов и электролитов, состоят из атомов и молекул. В газах атомы и молекулы находятся в обособленном состоянии и, соответственно, они полностью электрически не

Работа выхода электрона из металла
Электроны проводимости металла, совершая беспорядочное тепловое движение, могут вылетать за пределы металлического тел, поэтому у поверхности металла существует электронное облако, постоянно обмени

Электронно-вакуумный диод
Простейший электронно-вакуумный прибор, состоящий из двух электродов, называется диодом. Электронно-вакуумный диод, представляет собой металлический или стеклянный баллон, внутри которого размещены

Электронно-вакуумный триод
В отличие от диода, электронно-вакуумном триоде – три электрода: катод, анод и сетка. Третий электрод (сетка) выполнен в виде металлической решетки из тонких проводников и расположен ближе к катоду

Заряд и разряд конденсатора
Конденсатор не проводит постоянный ток. При подключении к источнику тока разряженного конденсатора, он зарядится, и ток по нему, в дальнейшем, не потечет. Но, можно показать, что пр

Конденсатор в цепи гармонического переменного тока
Если подключить конденсатор параллельно к генератору переменного синусоидального (гармонического) тока, то через конденсатор будет протекать синусоидальный ток без искажения закона

RC-цепь в переменном синусоидальном токе
Иные процессы происходят при включении последовательно конденсатору сопротивления в цепь генератора синусоидального тока. Схема включения приведена на рис. 20.

Выбор системы координат и некоторые действия над векторами
Для математического нахождения положения точки в пространстве строится прямоугольная система координат, введенная Р.Декартом. Все три оси в декартовый системе координат взаимно перпендикулярны. Оси

Правила дифференцирования и интегрирования
Если , и

Комплексная арифметика
Мнимой, или комплексной единицей называют число , получаемое при решении уравнения