Вопрос №2. Распределение избыточного заряда в заряженном проводнике. Экраны заземления
Если сообщить проводнику избыточный (нескомпенсированный) заряд q, он распределится в соответствии с условиями (1.1), т.е. по его поверхности, которая является эквипотенциальной (рис. 2, а).
Поскольку поле внутри проводника отсутствует, то и плотность заряда
p i q = О, поэтому любая полость, вырезанная внутри сплошного металлического образца, не будет влиять на уже установившееся равновесное распределение избыточного заряда q.
Это означает, что полости (области) внутри заряженных проводников защищены от воздействия на них электростатического поля. Такие заряженные проводники являются экранами, обеспечивающими электростатическую защиту внутренних областей (полостей). Это учитывается при конструировании различных электротехнических устройств, находящихся под воздействием внешних электрических полей.
Обычно экраны изготавливают не из сплошного проводящего металлического проводника, а из сетки с мелкими ячейками. Опыт их использования показывает, что экранирующая способность сетки несколько ниже, однако изготавливать такие экраны намного проще и дешевле.
Если экран заземлить, т.е. соединить его проводником с очень большим удаленным проводящим телом (обычно Землей), то за счет перераспределения зарядов он экранирует внутреннее пространство от поля зарядов, находящихся вне экрана. Незаземленный экран такой способностью не обладает.
Определим взаимосвязь между напряженностью поля Е вблизи наружной поверхности заряженного проводника и поверхностной плотностью зарядов на его поверхности (рис. 2, б). Для этого воспользуемся интегральной теоремой Гаусса:
В качестве замкнутой гауссовой поверхности S выберем поверхность очень короткого цилиндра, образующие которого параллельны вектору внешней нормали к элементу dS поверхности проводника, а основания расположены по обе стороны от этой поверхности. Так как поле внутри проводника отсутствует, то суммарный поток вектора электрического смещен0ия D = εε0 Е через замкнутую цилиндрическую поверхность равен потоку D сквозь наружное основание цилиндра, т.е. Ф = D · dS. Согласно теореме Гаусса этот поток равен алгебраической сумме зарядов dq, охватываемых цилиндром (dq = σdS). Тогда DdS = σdS. Отсюда напряженность на поверхности проводника:
Из формулы (1.2) следует, что напряженность Е электростатического поля вблизи поверхности заряженного проводника определяется только поверхностной плотностью а заряда, которая, как показывают измерения, зависит от кривизны поверхности. Чем больше кривизна поверхности, тем выше поверхностная плотность заряда (рис. 2, а). Она особенно велика в окрестности выступов, так что при наличии острия вблизи его поверхности может возникнуть ионизация воздуха под действием сильного электростатического поля. В результате ионы придут в движение и начнут увлекать за собой частицы воздуха. В окрестности заряженного тела возникнет «электрический ветер».
1. Чему равен суммарный заряд незаряженного проводника?
1. Суммарный заряд незаряженного проводника равен нулю.
Источник:
Решебник по физике за 10 класс (В.А.Касьянов, 2009 год),
задача №1
к главе «14. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. §86. Проводники в электростатическом поле. Ответы на вопросы».
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Решебник по физике за 10 класс В.А.Касьянов
14. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. §86. Проводники в электростатическом поле. Ответы на вопросы
Начните вводить часть условия (например, могут ли , чему равен или найти ):
14. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. §86. Проводники в электростатическом поле. Ответы на вопросы
- 1. Чему равен суммарный заряд незаряженного проводника?
- 2. Как размещается избыточный заряд на изолированном проводнике в отсутствие внешнего электростатического поля?
- 3. Чему равна напряженность поля внутри проводника, помещенного в электростатическом поле?
- 4. Почему электростатическое поле не проникает внутрь проводника? Что называют электростатической защитой?
- 5. Почему электронейтральная металлическая сфера притягивает как положительные, так и отрицательные заряды, находящиеся на малых расстояниях от нее?
Комментарии
Поиск по сайту
Нашли о и ш бку?
Выделите её мышкой и нажмите CTRL + ENTER
Большое спасибо всем, кто помогает делать сайт лучше! =)