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
Глава 3. Проводники в электростатическом поле
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 напряженность и индукция электрического поля:
где 0 – 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.
5.1. Электрическое поле внутри проводника и у его поверхности. Распределение зарядов в проводнике.
В статическом случае напряженность электрического поля внутри проводника равна нулю.
Если внутри проводника Е=0, то внутри проводника должны выполняться условия ϕ=const и ρ=0 (ρ − объемная плотность заряда).
Таким образом, свободные заряды в проводнике могут быть распределены только на его поверхности.
Напряженность электрического поля вблизи поверхности проводника направлена перпендикулярно его поверхности.
5.2. Электроемкость уединенного проводника.
Во всех точках проводника потенциал имеет одно и то же значение, называемое потенциалом проводника. Потенциал проводника, естественно, зависит от величины заряда, находящегося на проводнике. Но, как показывает опыт, если параметры проводника не изменяются, то отношение заряда, которым обладает проводник, к его потенциалу остается
Электроемкостью (емкостью) проводника С называется отношение заряда q уединенного проводника к его потенциалу
5.3. Конденсаторы. Емкость конденсатора.
Как уже отмечалось, уединенные проводники обладают малой емкостью. На практике же часто необходимо накапливать большие заряды при относительно малых потенциалах. Известно, что емкость проводника возрастает при приближении к нему других тел. На этом свойстве емкости построены конденсаторы.
Простым конденсатором называется совокупность двух проводников (обкладок), между которыми существует электрическое напряжение и все линии смещения, исходящие из одного проводника, заканчиваются на другом.
Оказывается, что разность потенциалов между обкладками конденсатора линейно зависит от величины их заряда.
Под емкостью конденсатора понимают величину, пропорциональную заряду q и обратно пропорциональную разности потенциалов между обкладками U
6.1. Энергия заряженного уединенного проводника и конденсатора.
Потенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов равна
В случае системы заряженных проводников
где qi − заряд, а ϕi − потенциал i−го проводника.
Энергия конденсатора будет равна
6.2. Энергия электрического поля.
Если известна плотность энергии электрического поля в каждой точке, то энергия, заключенная в конечном объеме V может быть вычислена по следующей формуле
6.3. Объемная плотность энергии.
Плотность энергии электрического поля, т.е. энергия, приходящаяся на единицу объема плоского конденсатора, равна
В изотропном диэлектрике направления векторов E и D совпадают, поэтому
7.1. Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования.
Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.
Для появления электрического тока необходимо осуществление следующих условий:
1. Наличие в данной среде зарядов, которые могут перемещаться на большие расстояния, т.е. свободных зарядов. Носителями тока могут быть электроны, ионы, заряженные микрочастицы.
2. Наличие в данной среде электрического поля, энергия которого затрачивается на перемещение носителей тока.
Электрический ток, возникающий в проводнике вследствие того, что в нем создается электрическое поле, называется током проводимости.
Для количественной характеристики электрического тока служат сила тока и плотность тока.
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