Как размещается избыточный заряд на изолированном проводнике в отсутствие

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! =)