Esant pusiausvyriniam pasiskirstymui, laidininko krūviai pasiskirsto plonu paviršiniu sluoksniu. Taigi, pavyzdžiui, jei laidininkui suteikiamas neigiamas krūvis, dėl to, kad tarp šio krūvio elementų yra atstūmimo jėgų, jos bus išsklaidytos visame laidininko paviršiuje.

Tyrimas naudojant bandomąją plokštelę

Siekiant eksperimentiškai ištirti, kaip paskirstomi mokesčiai išorinis paviršius laidininkai naudoja vadinamąją bandymo plokštelę. Ši plokštė yra tokia maža, kad kai ji liečiasi su laidininku, ji gali būti laikoma laidininko paviršiaus dalimi. Jei ši plokštelė dedama ant įkrauto laidininko, dalis krūvio ($\trikampis q$) persikels į jį ir šio krūvio dydis bus lygus krūviui, kuris buvo laidininko paviršiuje. vienodo ploto plokštės ($\trikampis S$).

Tada vertė yra lygi:

\[\sigma=\frac(\trikampis q)(\trikampis S)(1)\]

vadinamas paviršiaus krūvio pasiskirstymo tankiu tam tikrame taške.

Iškraunant bandymo plokštelę per elektrometrą, galima spręsti apie paviršiaus krūvio tankio vertę. Taigi, pavyzdžiui, jei įkraunate laidų rutulį, naudodami aukščiau pateiktą metodą galite pamatyti, kad jis yra pusiausvyros būsenoje paviršiaus tankis Rutulio krūvis yra vienodas visuose jo taškuose. Tai yra, krūvis tolygiai paskirstomas rutulio paviršiuje. Dirigentams daugiau sudėtinga forma mokesčių paskirstymas yra sudėtingesnis.

Laidininko paviršiaus tankis

Bet kurio laidininko paviršius yra ekvipotencialus, bet bendras atvejis Krūvio pasiskirstymo tankis gali labai skirtis skirtingus taškus. Paviršiaus krūvio pasiskirstymo tankis priklauso nuo paviršiaus kreivumo. Skyriuje, skirtame laidininkų būklei elektrostatiniame lauke apibūdinti, nustatėme, kad lauko stipris šalia laidininko paviršiaus yra statmenas laidininko paviršiui bet kuriame taške ir yra lygus dydžiui:

kur $(\varepsilon )_0$ yra elektrinė konstanta, $\varepsilon $ yra terpės dielektrinė konstanta. Vadinasi,

\[\sigma=E\varepsilon (\varepsilon )_0\ \left(3\right).\]

Kuo didesnis paviršiaus kreivumas, tuo didesnis lauko stiprumas. Vadinasi, įkrovos tankis ant iškyšų yra ypač didelis. Prie laidininko įdubimų potencialų išlyginimo paviršiai yra rečiau. Vadinasi, lauko stiprumas ir krūvio tankis šiose vietose yra mažesni. Krūvio tankis esant tam tikram laidininko potencialui nustatomas pagal paviršiaus kreivumą. Jis didėja didėjant išgaubimui ir mažėja didėjant įgaubimui. Ypač didelio tankio krūvis ant laidininkų kraštų. Taigi lauko stipris antgalio gali būti toks didelis, kad gali įvykti laidininką supančių dujų molekulių jonizacija. Dujų jonai priešingas ženklas krūvis (palyginti su laidininko krūviu) traukiamas į laidininką, neutralizuojant jo krūvį. To paties ženklo jonai atstumiami nuo laidininko, „traukiant“ su jais neutralias dujų molekules. Šis reiškinys vadinamas elektriniu vėju. Laidininko krūvis sumažėja dėl neutralizavimo proceso, atrodo, kad jis nuteka nuo galo. Šis reiškinys vadinamas krūvio nutekėjimu iš antgalio.

Jau sakėme, kad įvedus laidininką į elektrinį lauką, atsiskiria teigiami krūviai (branduoliai) ir neigiami krūviai (elektronai). Šis reiškinys vadinamas elektrostatine indukcija. Dėl to atsirandantys krūviai vadinami indukuotais. Indukuoti krūviai sukuria papildomą elektrinį lauką.

Indukuotų krūvių laukas nukreiptas į priešinga kryptimi išorinis laukas. Todėl ant laidininko besikaupiantys krūviai susilpnina išorinį lauką.

Krūvių perskirstymas tęsiasi tol, kol įvykdomos laidininkų krūvio pusiausvyros sąlygos. Tokie kaip: nulinis lauko stiprumas visur laidininko viduje ir laidininko įkrauto paviršiaus intensyvumo vektoriaus statmena. Jei laidininke yra ertmė, tada, esant pusiausvyriniam sukelto krūvio pasiskirstymui, laukas ertmės viduje yra lygus nuliui. Šiuo reiškiniu pagrįsta elektrostatinė apsauga. Jei jie nori apsaugoti įrenginį nuo išorinių laukų, jį supa laidus ekranas. Šiuo atveju išorinį lauką ekrano viduje kompensuoja jo paviršiuje atsirandantys indukuoti krūviai. Tai nebūtinai gali būti ištisinė, bet ir tankaus tinklelio forma.

Užduotis: Be galo ilgas sriegis, įkrautas tiesiniu tankiu $\tau$, yra statmenas be galo didelei laidžiajai plokštumai. Atstumas nuo sriegio iki plokštumos $l$. Jeigu siūlą tęsime tol, kol jis susikirs su plokštuma, tai sankirtoje gausime tam tikrą tašką A. Parašykite formulę, kaip paviršiaus tankio $\sigma \left(r\right)\ $indukuotų krūvių priklausomybė nuo plokštuma, esanti atstumu iki taško A.

Panagrinėkime kokį nors tašką B plokštumoje. Be galo ilgas įkrautas sriegis taške B sukuria elektrostatinį lauką, plokštumoje susidaro indukuoti krūviai, kurie savo ruožtu sukuria lauką, kuris susilpnina sriegio lauką. Normalioji plokštumos lauko dedamoji (indukuoti krūviai) taške B bus lygi normaliajai sriegio lauko dedamajai tame pačiame taške, jei sistema yra pusiausvyroje. Pasirinkite ant sriegio elementarus krūvis($dq=\tau dx,\ kur\ dx-elementary\gabalas\ siūlas\ $), taške B randame šio krūvio sukuriamą įtampą ($dE$):

Raskime įprastą kaitinamojo siūlo lauko stiprumo elemento komponentą taške B:

kur $cos\alpha $ galima išreikšti taip:

Išreikškime atstumą $a$ naudodami Pitagoro teoremą taip:

Pakeitę (1.3) ir (1.4) į (1.2), gauname:

Raskime integralą nuo (1.5), kur integravimo ribos yra nuo $l\ (atstumas\ iki\ artimiausio\ gijos\ galo\ nuo\ plokštumos)\ iki\ \infty $:

Kita vertus, mes žinome, kad vienodai įkrautos plokštumos laukas yra lygus:

Sulyginkime (1.6) ir (1.7) ir išreikškime paviršiaus krūvio tankį:

\[\frac(1)(2)\cdot \frac(\sigma)(\varepsilon (\varepsilon )_0)=\frac(\tau )(4\pi (\varepsilon )_0\varepsilon )\cdot \frac (1)((\left(r^2+x^2\right))^((1)/(2)))\to \sigma=\frac(\tau )(2\cdot \pi (\left) (r^2+x^2\dešinė))^((1)/(2))).\]

Atsakymas: $\sigma=\frac(\tau )(2\cdot \pi (\left(r^2+x^2\right))^((1)/(2))).$

2 pavyzdys

Užduotis: Apskaičiuokite paviršiaus krūvio tankį, kuris susidaro šalia Žemės paviršiaus, jei Žemės lauko stiprumas yra 200$\ \frac(V)(m)$.

Darysime prielaidą, kad oro dielektrinis laidumas yra $\varepsilon =1$, kaip ir vakuumo. Norėdami išspręsti problemą, mes paimsime įkrauto laidininko įtampos apskaičiavimo formulę:

Išreikškime paviršiaus krūvio tankį ir gaukime:

\[\sigma=E(\varepsilon )_0\varepsilon \ \left(2.2\right),\]

kur elektrinė konstanta mums žinoma ir yra lygi SI $(\varepsilon )_0=8,85\cdot (10)^(-12)\frac(F)(m).$

Atlikime skaičiavimus:

\[\sigma=200\cdot 8.85\cdot (10)^(-12)=1.77\cdot (10)^(-9)\frac(Cl)(m^2).\]

Atsakymas: Žemės paviršiaus paviršiaus krūvio pasiskirstymo tankis lygus $1,77\cdot (10)^(-9)\frac(C)(m^2)$.

Elektrostatika. Ostrogradskio – Gauso teoremos taikymas skaičiuojant laukus vakuume

Kulono dėsnis leidžia apskaičiuoti bet kurios krūvių sistemos lauką, t.y. rasti jos intensyvumą bet kuriame taške, vektoriškai sumuojant atskirų krūvių sukuriamus intensyvumus (nes intensyvumo vektoriai paklūsta superpozicijos principui). Įtampa vadinama vektoriumi fizinis kiekis, apibūdinantis veikimo jėgą elektrostatinis laukas iki teigiamo krūvio. Įtempimo vektoriaus kryptis sutampa su šia jėga. Simetrijos uždaviniams skaičiavimai gali būti labai supaprastinti; šiais atvejais intensyvumo vektoriaus tekėjimui per kokį nors uždarą paviršių patogu naudoti Ostrogradskio–Gausso teoremą (1.1 pav.). Tegul visi krūviai Q i yra sutelkti uždarame paviršiuje, kurio plotas S.

Paviršiaus elemente, kurio plotas dS, krūviai sukuria atitinkamą intensyvumą ir bendrą

įtampa yra lygi .

Intensyvumo vektoriaus srautas Ф per nagrinėjamą uždarą paviršių

Įtempimo vektorių (skalierių) srautai sumuojami algebriškai. Atsižvelgdami į Ф i reikšmes, galime perrašyti:

kur (- vieneto vektorius išorinis normalus paviršiaus elementui su plotu dS – vektoriaus projekcija Q i – krūviai, esantys paviršiaus viduje;

Ostrogradskio – Gauso teorema suformuluota taip. Vektoriaus srautas per bet kurį uždarą paviršių yra proporcingas visam krūviui, esančiam šio paviršiaus viduje.

Galimi trys atvejai, kai įtempimo vektoriaus srautas per uždarą paviršių išnyksta:

A) algebrinė suma krūviai paviršiaus viduje lygūs nuliui, ;

b) paviršiaus viduje nėra krūvių, tačiau yra laukas, susijęs su išoriniais krūviais; c) nėra lauko ar vidinių krūvių.

Mokesčiai gali būti paskirstomi įvairiai, o į nagrinėjamą erdvę gali būti įnešami, joje judinami ir iš jos pašalinami, todėl jie vadinami nemokamais mokesčiais.

Jei krūvis dQ nuolat paskirstomas tam tikru mažu tūriu dV. Šiuo atveju įvedama tūrinio krūvio tankio sąvoka

ρ = dQ/dV (išreikšta kulonais per kubinis metras). Jei krūviai nuolat paskirstomi laidininko paviršiuje, tada įvedama paviršiaus tankio σ = dQ/dS sąvoka, kur dS yra laidininko paviršiaus elemento, ant kurio yra elementarus krūvis dQ, plotas. Paviršiaus tankio vienetas yra 1 C/m2. Jei krūviai tolygiai pasiskirstę išilgai linijos, šiuo atveju įvedama linijinio krūvio tankio λ = dQ/dl sąvoka, kur dl yra linijos atkarpos, kurioje pasiskirsto krūvis dQ, ilgis. Linijinio tankio vienetas yra 1 C/m.

Įkrauto laidininko paviršiaus įtampos vektorius visada yra statmenas paviršiui (pavyzdžiui, įkrautam rutuliui, 1.2 pav.), nes priešingu atveju, veikiant tangentinei įtampos dedamajai, krūviai judėtų išilgai paviršiaus. Taigi, laidininko paviršiuje

o viduje kieto laidininko

Ryžiai. 1.2. Įkrauto metalinio rutulio laukas

Jei krūviai paskirstomi per dielektriko tūrį, kurio tūrio tankis ρ, tada Ostrogradskio – Gauso teorema parašyta taip:

čia dV yra tūrio elementas V yra paviršiaus S ribojamas tūris.

Kai krūviai paskirstomi laidininko paviršiuje, o integravimo paviršius sutampa su pastaruoju, tada

.

Tada įtampa ant laidininko paviršiaus yra proporcinga paviršiaus krūvio tankiui:

Teigiamas laukas taškinis mokestis turi sferinė simetrija palyginti su tašku, kuriame jis yra, ir jam būdingas įtempimas, nukreiptas išilgai spindulių, nubrėžtų iš šio taško ir lygus

y., jis paklūsta Kulono dėsniui (neigiamam krūviui vektorius nukreiptas į šį tašką). Įkrauto metalinio rutulio laukui galioja tie patys dėsniai. Rutulio krūvis tolygiai paskirstomas paviršiuje. Tada metalinio rutulio, kurio spindulys R 0, lauko stiprumas nustatomas pagal (1.2) formulę.

Jei įkrauto rutulio ar kito metalinio laidininko viduje yra ertmė, į kurią neįvedami jokie krūviai, tai šios ertmės viduje esančio lauko negali sukurti laidininko paviršiuje esantys krūviai. Kadangi ertmės viduje esantis laukas nesusietas su jokiais krūviais, jo nėra, t.y. E laukas = 0.

Praktiškai įdomus laukas, kurį sukuria ilga tolygiai įkrauta R 0 spindulio viela (cilindras) (1.3 pav.). Pasirinkus integracinį paviršių bendraašio cilindro, kurio spindulys R ir aukštis h, pavidalu ir įvedant tiesinį krūvio tankį

Esame įsitikinę, kad dėl cilindrinės simetrijos įtempimas ant cilindro šoninio paviršiaus visur yra vienodo dydžio ir nukreiptas išilgai spindulių, o per pagrindus nėra įtempimo srauto.

Šiuo atveju lauko stiprumas keičiasi atvirkščiai proporcingai pirmajai atstumo laipsniai. Ant vielos paviršiaus gauname

Dabar raskime beribės plokščios metalinės plokštės lauko stiprumą (1.4 pav.). Leiskite plokštelei tolygiai įkrauti. Kaip integracijos paviršių pasirenkame paviršių

stačiakampis gretasienis, du S srities paviršiai yra lygiagrečiai įkrautai plokštei. Paviršiaus krūvio tankis yra

σ = Q /2S, nes plokštė turi dvi puses ir krūvis paskirstytas abiejose pusėse. Dėl simetrijos veidų įtempimo vektoriaus srautas nėra lygus nuliui. Vadinasi,

Dviejų lygiagrečių plokščių (1.5 pav.), turinčių vienodą krūvio tankį absoliučia verte, superpozicijos principu gauname: a) laukui tarp plokščių

b) laukui už plokščių ribų

.

Galime daryti išvadą, kad krūviai surenkami plokščių šonuose, nukreiptose viena į kitą, kurių paviršiaus tankis σ1 = σ. Išraiška (1.3) nustatyta įtampa nepriklauso nuo atstumo ir yra vienoda visuose taškuose. Tokie laukai vadinami vienarūšiais. Nėra tikrų begalinių laidų ir plokščių, tačiau gautos formulės išlaiko savo vertę regionams, pakankamai arti įkrautų kūnų (atstumas iki tiriamo lauko taško turėtų būti daug mažesnis nei įkrauto kūno tiesinis dydis). Įtempimo linijų pasiskirstymą galima gauti eksperimentiniu būdu, įdedant vienos ar kitos formos elektrodus į skystą dielektriką (vazelino aliejų) ir ant aliejaus paviršiaus užpilant smulkius dielektrinius miltelius (chininą). Šiuo atveju miltelių dalelės yra maždaug išilgai įtempimo linijų.

Ostrogradskio – Gauso teorema gali būti naudojama ne tik integralia forma, jungiant intensyvumo E reikšmes kai kuriuose lauko taškuose su krūviais, esančiais kituose taškuose, bet ir diferencinė forma. Sujungkime dydžius, susijusius su tuo pačiu lauko tašku.

Tegul yra įtampa tam tikrame taške A su koordinatėmis (x,y,z) kur i , j , k yra krypties vektoriai in Dekarto sistema koordinates

Pasirinkite šalia taško A (1.6 pav.) stačiakampis be galo mažas tūris dV = dx`dy`dz .

Ryžiai. 1.6. Apie Ostrogradskio – Gauso teoremą

Tūrinio krūvio tankis jame lygus ρ. Tai priklauso nuo pasirinkto lauko taško koordinačių p = f (x,y,z). Srauto vektorius per dešinę

. Lygiai taip pat viršutinei ir apatiniai kraštai gauname ,

ir užpakaliniam bei priekiniam veidui . Šiam tomui pritaikykime Ostrogradskio – Gauso teoremą:

, pagaliau gauname išraišką . Vektorinėje analizėje suma verta

Šioje formoje teorema taikoma atskiriems lauko taškams.

Ostrogradskio – Gauso teorema nėra Kulono dėsnio pasekmė. Tai viena pagrindinių vektorinės analizės teoremų, jungiančių tūrinį integralą su paviršiniu integralu. Fizikoje ši teorema taikoma centrinės jėgos, priklausomai nuo atstumo pagal dėsnį R n, kur n yra bet koks skaičius. Taigi, Kulono dėsnis yra ypatingas Ostrogradskio – Gauso teoremos atvejis.

Panagrinėkime elektrostatinių jėgų darbą judant dalelę su krūviu q iš vieno lauko taško į kitą savavališku keliu 1A 2 (1.7 pav.):

čia E i – krypties vektoriaus dl projekcija. Šis darbas priklausys tik nuo pradinės ir pozicijos pabaigos taškai kelias, o ne iš jo formos, ty laukas yra potencialus:

čia φ1, φ2 yra pradinio ir galutinio trajektorijos taškų potencialai. Potencialas yra lauko taško skaliarinė charakteristika U = φ1 – φ2 – potencialų skirtumas arba pokytis potenciali energija vienišas teigiamas krūvis, gabenamas elektrostatiniame lauke.

Taigi elektrostatinių jėgų darbas yra proporcingas potencialų skirtumui U kelio pradžios ir pabaigos taškuose. Potencialo ir potencialų skirtumo vienetas yra voltas (V).

Elektrostatinių jėgų darbas bet kuriame uždarame kelyje yra lygus nuliui:

Šis integralas vadinamas įtempimo vektoriaus cirkuliacija. Lygybė nulinei cirkuliacijai reiškia, kad elektrostatiniame lauke nėra uždarų įtampos linijų: jos prasideda ir baigiasi krūviais (atitinkamai teigiamais arba neigiamais) arba eina į begalybę.

Elektrostatiniame lauke galima sukonstruoti (1.7 pav.) paviršius, vaizduojančius vienodo potencialo taškų aibę (ekvipotencialų paviršių). Įrodykime, kad įtempimo linijos yra normalios šiems paviršiams. Jei perkelsite mokestį ekvipotencialų paviršių, tada darbas bus lygus nuliui. Tačiau lauko stiprumas paviršiuje gali skirtis nuo nulio. Todėl iš elementaraus darbo apibrėžimo

iš to seka, kad kada , todėl ir vektorius dl nukreiptas tangentiškai į paviršių.

Vadinasi, visuose vienodo potencialo paviršiaus taškuose įtampa yra nukreipta normaliai šiam paviršiui. Apskaičiavus simetrinių laidininkų laukus pagal Ostrogradskio – Gauso teoremą, aišku, kad elektrostatiniame lauke esančio laidininko paviršius visada yra ekvipotencialus.

Elektrostatinio lauko stiprumas yra susijęs su potencialu kiekviename lauko taške pagal ryšį

1.2.Krūvio tankio samprata

Siekiant supaprastinti matematinius elektrostatinių laukų skaičiavimus, dažnai nepaisoma diskrečios krūvių struktūros. Daroma prielaida, kad krūvis pasiskirsto nuolat ir įveda krūvio tankio sąvoką.

Panagrinėkime įvairius mokesčių paskirstymo atvejus.

1. Mokestis paskirstomas išilgai linijos. Tegul yra krūvis be galo mažame plote
. Įveskime vertę

. (1.5)

Didumas vadinamas linijiniu krūvio tankiu. Ji fizinę reikšmę– mokestis už ilgio vienetą.

2. Krūvis paskirstomas paviršiuje. Pateikiame paviršiaus krūvio tankį:

. (1.6)

Jo fizinė reikšmė yra krūvis ploto vienetui.

3. Mokestis paskirstomas tūriui. Supažindinkime tūrinis tankis mokestis:

. (1.7)

Jo fizinė reikšmė yra krūvis, sutelktas į tūrio vienetą.

Krūvis, sutelktas į be galo mažą linijos, paviršiaus dalį arba be galo mažą tūrį, gali būti laikomas taškiniu krūviu. Jo sukuriamas lauko stiprumas nustatomas pagal formulę:

. (1.8)

Norėdami rasti viso įkrauto kūno sukurtą lauko stiprumą, turite taikyti lauko superpozicijos principą:

. (1.9)

Šiuo atveju, kaip taisyklė, problema sumažinama iki integralo skaičiavimo.

1.3 Superpozicijos principo taikymas elektrostatiniams laukams skaičiuoti. Elektrostatinis laukas ant įkrauto žiedo ašies

Problemos pareiškimas . Tegul yra plonas R spindulio žiedas, įkrautas tiesiniu krūvio tankiu τ . Būtina apskaičiuoti elektrinio lauko stiprumą savavališkame taške A, esantis ant įkrauto žiedo ašies atstumu x nuo žiedo plokštumos (pav.).

Parinkime be galo mažą žiedo ilgio elementą dl; mokestis dq, esantis ant šio elemento yra lygus dq= τ· dl. Šis mokestis sukuriamas taške A elektrinio lauko stiprumas
. Įtempimo vektoriaus modulis yra lygus:

. (1.10)

Pagal lauko superpozicijos principą viso įkrauto kūno sukuriamas elektrinio lauko stiprumas yra lygus visų vektorių sumai.
:

. (1.11)

Išplėskime vektorius
į komponentus: statmenai žiedo ašiai (
) ir žiedai lygiagrečiai ašiai (
).

. (1.12)

Statmenų komponentų vektorinė suma lygi nuliui:
, Tada
. Pakeitę sumą integralu, gauname:

. (1.13)

Iš trikampio (1.2 pav.) seka:

=
. (1.14)

Pakeiskime išraišką (1.14) į formulę (1.13) ir išimkime pastovias reikšmes už integralo ženklo ribų, gausime:

. (1.15)

Nes
, Tai

. (1.16)

Atsižvelgiant į tai
, formulė (1.16) gali būti pavaizduota taip:

. (1.17)

1.4.Elektrinio lauko geometrinis aprašymas. Įtempimo vektoriaus srautas

Norint matematiškai apibūdinti elektrinį lauką, kiekviename taške reikia nurodyti vektoriaus dydį ir kryptį , tai yra, nustatykite vektorinę funkciją
.

Yra vizualus (geometrinis) būdas apibūdinti lauką naudojant vektorines linijas (elektros linijos) (13 pav.).

Įtempimo linijos brėžiamos taip:

SU Yra tokia taisyklė: elektrinio lauko stiprumo vektorių linijos, sukurta sistemos stacionarūs užtaisai, gali prasidėti arba baigtis tik įkrovimais arba eiti į begalybę.

1.4 paveiksle parodytas taškinio krūvio elektrostatinio lauko vaizdas naudojant vektorines linijas , o 1.5 paveiksle yra dipolio  elektrostatinio lauko vaizdas.

1.5. Elektrostatinio lauko stiprumo vektoriaus srautas

P Į elektrinį lauką patalpinkime be galo mažą plotą dS (1.6 pav.). Čia - vieneto vektorius, normalus vietai. Elektrinio lauko stiprumo vektorius formuojasi su normaliu tam tikras kampas α. Vektorinė projekcija

į normaliąją kryptį lygi E n =E·cos α . Vektoriaus srautas per be galo mažą plotą vadinama

, (1.18)

taškinis produktas Elektrinio lauko stiprumo vektoriaus srautas yra algebrinis dydis; jo ženklas priklauso nuo vektorių tarpusavio orientacijos .

Ir Srauto vektorius per savavališką paviršių S

. (1.20)

baigtinė reikšmė nustatoma integralu:

. (1.21)

Jei paviršius uždaras, integralas pažymėtas apskritimu:

Uždarų paviršių norma imama į išorę (1.7 pav.). Įtempimo vektoriaus srautas turi aiškią geometrinę prasmę: skaitine prasme jis lygus vektoriaus linijų skaičiui , praeina per savavališką paviršių.

per paviršių

42 klausimas. Laidininko krūvių pusiausvyra. Paviršiniai mokesčiai. Laukų šalia laidininko pavyzdžiai. Laidininkas išoriniame elektriniame lauke. Dirigentas - Tai kietas , kuriame yra „ laisvųjų elektronų

“, judant kūne. Krūvio nešikliai laidininke gali judėti veikiami savavališkai mažų jėgų. Todėl laidininko krūvių balansą galima stebėti tik tada, kai:

šias sąlygas

2) Laidininko paviršiuje esantis vektorius nukreiptas normaliai į kiekvieną laidininko paviršiaus tašką. 1 Iš tiesų, jei sąlyga nebuvo atlikta, tada mobilioji laikmena elektros krūviai , esantis kiekviename laidininke, veikiamas lauko jėgų pradėtų judėti (laidyje a elektros srovė

) ir pusiausvyra būtų sutrikusi. 1 Nuo

iš to seka, kad nuo

Klausimas 43. Vieno laidininko elektrinė talpa. Kondensatorių tipai, jų elektrinė talpa ir kitos charakteristikos. Vienišo laidininko elektrinė talpa

– laidininko charakteristika, rodanti laidininko gebėjimą kaupti elektros krūvį. Laidininko talpa priklauso nuo jo dydžio ir formos, bet nepriklauso nuo medžiagos, agregacijos būsena

, ertmių forma ir dydis laidininko viduje. Taip yra dėl to, kad pertekliniai krūviai pasiskirsto ant išorinio laidininko paviršiaus. Talpa taip pat nepriklauso nuo laidininko krūvio ar jo potencialo.

/* Elektrinė kamuoliuko talpa Iš to išplaukia, kad vieniša sfera, esanti vakuume ir kurios spindulys R=C/ (4pe 0)»9×10 6 km, tai yra maždaug 1400 kartųŽemė (Žemės elektrinė talpa SU" 0,7 mF). Todėl faradas yra labai didelė vertė, todėl praktikoje jie naudojami dauginiai- milifaradas (mF), mikrofaradas (μF), nanofaradas (nF), pikofaradas (pF). */

Kondensatorių tipai, jų elektrinė talpa ir kitos charakteristikos.

Kondensatorius - sistema, susidedanti iš dviejų laidininkų (plokščių), atskirtų dielektriniu sluoksniu, dažniausiai kondensatorius įkraunamas simetriškai ant plokštelių

44 klausimas. Kondensatorių energija. Elektrinio lauko energijos tankis.

Kondensatorius yra įkrautų kūnų sistema ir turi energijos.
Bet kurio kondensatoriaus energija:

kur C yra kondensatoriaus talpa
q - kondensatoriaus įkrova
U - įtampa ant kondensatoriaus plokščių
Kondensatoriaus energija yra lygi darbui, kurį atlieka elektrinis laukas, kai kondensatoriaus plokštės suartinamos,
arba lygus darbui atskirti teigiamus ir neigiami krūviai reikalingas įkraunant kondensatorių.

Elektrinio lauko energijos tankis.