Проводники в электрическом поле. Электрическое поле внутри заряженного проводника. Принцип электростатической защиты.
К проводникам относятся все металлы, их сплавы, электролиты и плазма. В металлах носителями зарядов являются квазисвободные электроны проводимости. В электролитах − положительные и отрицательные, ионы. В плазме − ионы и свободные электроны. Например, простейшую кристаллическую решетку некоторых металлов образуют положительно ионы, в пространстве, между которыми хаотически движутся отрицательно заряженные электроны. Суммарный заряд незаряженного проводника равен нулю.
Внесем проводник во внешнее электрическое поле (рис. 1). Под действием внешнего электрического поля электроны будут перемещаться против поля, создавая избыточный отрицательный заряд на левой поверхности проводника. Справа останется избыточный положительный заряд.
Внутри проводника возникнет собственное электрическое поле 
. Рис. 1 Вектор напряженности собственного электрического поля противоположно направлен вектору напряженности 
внешнего электрического поля. Электроны в проводнике будут перемещаться до тех пор, пока напряженность результирующего поля не станет равной нулю( 
). Следовательно, при внесении проводника в электрическое поле, внутри проводника поле отсутствует, и нет избыточных зарядов. Таким образом, влияние вещества на внешнее электрическое поле приводит к возникновению индуцированных зарядов в веществе, создающее дополнительное электрическое поле. Полное поле есть суперпозиция электрических полей, возбуждающими всеми первичными и индуцированными зарядами. Явление возникновения индуцированных зарядов на поверхности проводника во внешнем электрическом поле называют электризацией через влияние или электростатической индукцией. Отсутствие поля внутри проводника означает, что потенциал в проводнике одинаков во всех его точках. Следовательно, любой проводник в электростатическом поле представляет собой эквипотенциальный объем, а его поверхность является эквипотенциальной. Поэтому непосредственно у этой поверхности вектор напряженности электрического поля направлен по нормали к ней в каждой ее точке. На рис. 1 сплошные линии − силовые линии напряженности, пунктирные − линии пересечения эквипотенциальных поверхностей с плоскостью рисунка (линии равного потенциала).
|
|
|
Принцип электростатической защиты В состоянии равновесия избыточных зарядов внутри сплошного проводника нет. Такое состояние сохраняется, если удалить внутреннюю часть проводника, т. е. образуется замкнутая полость. Если внутри полости нет зарядов, то электрическое поле в ней отсутствует. Заряд проводника всегда располагается на его внешней поверхности и не создает в полости электрического поля. Это явление было тщательно изучено Фарадеем и получило название − электростатического экранирования. Для защиты, от влияния внешних постоянных и переменных электрических полей, измерительных приборов, блоков теле-, радиоаппаратуры и т. д., их окружают густой проводящей сеткой.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 681; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!