A töltés eloszlása a felszínen a vezető
Abban az esetben egyensúlyi eloszlását a díjak a vezeték vannak elosztva egy vékony felületi réteg. Például, ha a vezető, hogy tájékoztassa a negatív töltés, akkor azért, mert a taszítás kényszeríti az elemek e díj, akkor eloszlassa az egész felületen a karmester.
Egy tanulmány egy vizsgálati lemezt
Annak érdekében, hogy kísérletileg vizsgálja a díjakat a külső felülete a vezető szét az úgynevezett teszt lemez. Ezt a lemezt olyan kicsi, hogy a kapcsolatot a vezeték részének tekinthető a vezető felületén. Ha ezt a lemezt, hogy gyakoroljon egy töltött vezetőt, egy részét a töltés ($ \ háromszög q $) kinyitja, és a nagysága ezt a díj megegyezik a töltés, hogy volt a felszínen a vezető lemezzel egyenlő négyzet alakú területek ($ \ háromszög S $).
Ezután amelynek értéke egyenlő:
Ez az úgynevezett felületi töltés sűrűség eloszlása egy adott ponton.
Kisütés keresztül teszt lemez elektrométer tudja ítélni a nagysága a felületi töltés sűrűség. Például, ha díjat a vezető labdát, akkor láthatjuk, hogy a fenti módszerrel, hogy az egyensúlyi felületi töltéssűrűség a labda a minden ponton ugyanolyan. Azaz, a díjat a gömb felülete egyenletesen eloszlik. Bonyolultabb formák vezetékek díjat forgalmazás nehezebb.
A felületi sűrűsége a karmester
A felület egyes vezeték ekvipotenciális, de általában, a töltés eloszlási sűrűsége igen különbözőek lehetnek különböző pontjain. A felületi töltés eloszlási sűrűsége függ a felület görbülete. A szakasz már fordítani állapotának leírásakor a vezetékek az elektrosztatikus térben, hoztunk létre, hogy a térerősség a felszín közelében a vezeték felületére merőleges a vezeték bármely pontján, és egyenlő a modulo:
ahol a $ _0 $ - elektromos állandó, $ \ varepsilon $ - dielektromos állandója a közeg. ezért
\ [\ Sigma = E \ varepsilon _0 \ \ left (3 \ jobbra). \]
Minél nagyobb a görbülete, annál nagyobb a térerősség. Ezért különösen nagy kiemelkedések a töltés sűrűség. Közel a depresszió a vezető ekvipotenciális felületek kevesebb. Következésképpen a térerő és a töltés sűrűség ezeken a területeken kevesebb. A töltéssűrűség a beállított potenciálja a vezeték határozza meg a felület görbülete. Ez növeli a dudor, és csökken a növekvő konkáv. Különösen nagy töltéssűrűség a tetejét vezetékek. Így a tér intenzitása a csúcs lehet olyan nagy, hogy előfordulhat ionizációs gázmolekulák, amely körülveszi a vezetőt. ellenkező jele Gázfogyasztás ionok (viszonyítva a töltés vezeték) vonz a vezeték, a töltés semlegesítjük. Az ionok az azonos megjelölés taszítják a vezető „pull” egy semleges gáz molekulák. Ezt a jelenséget nevezzük elektromos szél. Charge vezeték következtében csökken a semlegesítés folyamat, ez olyan, mintha csöpög a tip. Ezt a jelenséget nevezzük lejártát díjat a tip.
Azt mondtuk, hogy mikor egy vezetéket az elektromos mező, van egy részlege a pozitív töltések (magok) és negatív (elektron). Ezt a jelenséget nevezzük elektrosztatikus indukció. Díjak jelennek meg ennek következtében, az úgynevezett indukált. Indukált töltés létrehoz egy újabb elektromos mező.
Indukált mező díjak felé az ellenkező irányba a külső tér. Ezért díjak halmozódik fel a vezetőt, gyengíti a külső tér.
Charge újraelosztás, amíg a díjat vetnek ki az egyensúlyi állapotok esetén alkalmazható. Mint például eltűnő területén mindenütt merőlegesek belül a vezeték és az intenzitás vektor egy töltött vezető felületén. Ha van egy üreg kialakítására a vezetőt, majd egy egyensúlyi megoszlása az indukált töltés területén belül az üreg egyenlő nullával. Ez a jelenség alapja ESD védelem. Ha bármely akarjuk védeni a készüléket a külső területeken, ez veszi körül a vezető képernyőn. Ebben az esetben, a külső mező kompenzálja belül a képernyőn megjelenő felületén az indukált díjakat. Ez nem feltétlenül szilárd, de formájában egy vastag háló.
Beállítás: Végtelenül hosszú menetes, megbízott lineáris sűrűsége $ \ tau $, merőleges a végtelen vezető sík. A távolság a végtelen síkjára $ l $. Ha a szál tovább metszik a sík metszéspontjában kapjunk pont A. Gyártmány függően formula felületi sűrűség $ \ sigma \ left (r \ right) \ $ díjak okozta a gépen a távolság a lényeg A.
Tekintsük a B pontban a gépen. Végtelen hosszú töltésű vezetéket a B pontnál létrehoz egy elektrosztatikus mező, a mező a vezetőképes síkban képezett síkban indukált díjak, ami viszont létrehoz egy mezőt, amely gyengíti a külső tér izzószál. A szokásos komponense területén sík (indukált díjak) azon a ponton B egyenlő lesz a normális összetevője a mező fonal ugyanazon a ponton, ha a rendszer egyensúlyba. Izolálja fonal elemi töltés ($ dq = \ tau dx \ ahol \ dx-elemi \ szelet \ szál \ $), azt látjuk, a lényeg a feszültség által létrehozott e díj ($ dE $):
Találunk normális komponense térerősség tag izzószálat pont B:
ahol a $ cos \ alpha $ kifejezni, mint:
Mi kifejezetten a távolság $ a $ a Pitagorasz-tétel, mint:
Behelyettesítve (1.3) és (1.4) a (1.2), kapjuk:
Találunk integrálja (1,5), ahol az integrációs határok között $ l \ (távolság \ to \ következő \ end \ menet \ a \ sík) \ to \ \ infty $:
Másrészt tudjuk, hogy a mező egy egyenletesen töltött sík:
Egyenlővé (1.6) és (1.7), fejezzük felületi töltéssűrűség:
Feladat: Számítsa ki a felületi töltés sűrűség, amely köré a Föld felszínén, ha a Föld térerősség 200 $ \ \ frac $.
Feltételezzük, hogy a dielektromos vezetőképessége levegő $ \ varepsilon = 1 $, mint a vákuum. Ennek alapján a probléma megoldására kerül a képlet intenzitását egy töltött vezényel:
Fejezzük ki felületi töltés sűrűség, megkapjuk:
ahol a dielektromos állandója ismert számunkra, és egyenlő az SI $ _0 = 8,85 \ cdot ^ \ frac. $
V: A felületi sűrűsége a felületi töltés eloszlása a Föld egyenlő $ 1,77 \ cdot ^ \ frac $.
Megtudja, a költségek az írás munka megrendelésre
További cikkek
Elvégzése minden típusú alkotások fizika
Nyitottak vagyunk hétköznap 10:00-20:00