|
Проводник в электрическом поле
Заряды в проводнике перераспределятся, т.е. произойдет его электризация. Электростатическая индукция – электризация тел в электростатическом поле. При электростатической индукции заряды в проводнике перераспределяются и внутри него образуется собственное поле, направленное противоположно внешнему. Перераспределение зарядов закончится, когда в проводнике внешнее и внутреннее поля компенсируют друг друга и напряжённость поля внутри проводника станет равной нулю.
Значит, если металлическому шару (сфере) сообщить заряд +q, то внутри шара (сферы) не будет ни поля
При внесении проводника картина поля меняется, т.к. силовые линии поля каждой точке поверхности проводника перпендикулярны касательной к ней (п.5.1.1.12). Диэлектрик в электрическом поле
Таким образом, в диэлектрике: 1) есть электрические заряды; 2) они связаны (не свободны). Поведение диэлектрика объясняют тем, что его молекула – диполь.
Поляризация диэлектрика – процесс ориентации диполей. Таким образом, диэлектрик ослабляет внешнее электрическое поле (его напряжённость уменьшается в диэлектрике в e раз). При чрезмерной напряжённости внешнего поля происходит пробой диэлектрика: диполи разрушаются, образуя свободные движущиеся носители заряда. Примером пробоя является молния.
Электрическая ёмкость проводника
Закрепим проводящую пластину 1 на изолирующей подставке. К пластине подключим электрометр 2. Сообщая пластине заряд Q, наблюдаем её потенциал j относительно Земли. Оказалось, что для данного проводника Q ~ j, или Q = С×j.
Электрическая ёмкость проводника (С) – отношение заряда Q проводника к его потенциалу j.
Соединим проводник 3 с Землёй. Положительный заряд с него ушёл в Землю, остался заряд «–Q». При этом j1 ещё уменьшился, а С – возросла. Поместим между пластинами диэлектрик (стекло) и сдвинем их между собой. В диэлектрике возникает связанный заряд «–Q'», расположенный очень близко к заряду «+Q» пластины 1. При этом j1 ещё уменьшился, С – возросла. Таким образом, ёмкость проводника зависит от: 1) его размеров и формы; 2) наличия около него других проводников; 3) наличия вокруг него диэлектрической среды и её свойств. Потенциал поля шара: · Ёмкость Земли (R » 6,4×106 м): Конденсатор Конденсатор– система двух проводников (обкладок), разделённых слоем диэлектрика, предназначенная для накопления и хранения заряда. · Размеры обкладок существенно превышают расстояние между ними. Возьмём конденсатор. Каждая из его обкладок электрически нейтральна и разности потенциалов между ними нет. Подключим к обкладкам аккумуляторную батарею. Обкладка 1 примет от неё заряд «+ Q» и её потенциал j1 станет j+, обкладка 2 примет заряд «– Q» и её потенциал j2 станет j–. Этот процесс (зарядка конденсатора) протекает быстро (как правило от долей секунды до нескольких секунд).
После окончания зарядки: j1 = j+ j2 = j– Q1 = +Q; Q2 = –Q; Тогда ёмкость конденсатора Отключим источник напряжения. Конденсатор заряжен, его обкладки несут заряды «+ Q» и «– Q». Соединим их проводником. Заряды «+ Q» и «– Q» нейтрализуют друг друга – произойдёт разрядка конденсатора (это происходит практически мгновенно и, как правило, сопровождается искрой). · Рабочая разность потенциалов конденсатора не должна приводить к пробою его диэлектрика. · Ёмкость плоского конденсатора (обкладки – плоские пластины) определяют по формуле: · Ёмкость конденсатора зависит от его геометрии (d, S) и диэлектрика (e). · Обкладки расположены близко друг к другу, несут равные по величине и противоположные по знаку заряды, поэтому за их пределами поле практически отсутствует. Соединение конденсаторов На практике, для получения определённой ёмкости, конденсаторы соединяют в группы – «батареи». Последовательное соединение конденсаторов – соединение, при котором после зарядки отрицательно (положительно) заряженная обкладка предыдущего конденсатора соединена с положительно (отрицательно) заряженной обкладкой последующего. При этом: Q = const, à разность потенциалов крайних обкладок j1 – jn = Из (*) и
При этом 5.1.1.21. Энергия электрического поля
Работа, совершаемая источником при зарядке конденсатора от 0 до
Объёмная плотность энергии поля (w) – отношение энергии W поля к его объёму V.
· Для плоского конденсатора Законы постоянного тока ![]() ![]() ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... ![]() Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... ![]() Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ![]() ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|