Проводники в электростатическом поле

Дата добавления: 2015-08-31; просмотров: 755; Нарушение авторских прав

Рис. 88

Носителями электрического тока (заряда) в проводниках являются электроны проводимости (свободные электроны). Под действием внешнего электрического поля они могут перемещаться по объему проводника. Для их перемещения достаточно сколь угодно малой силы. Поэтому, если проводник внесен во внешнее электростатическое поле (рис. 88), то под действием сил поля электроны проводимости перераспределяются таким образом, чтобы в любой точке внутри проводника электрическое поле электронов и ионов вещества компенсировало внешнее электрическое поле. В любой точке внутри проводника напряженность поля Е=0.

На внешней поверхности проводника вектор Е должен быть перпендикулярен поверхности (иначе под действием Е тангенциальной составляющей поля заряды будут перемещаться вдоль поверхности, т.е. нарушится статическое распределение заряда). Из этого вытекает ряд следствий:

1. Е = 0 внутри и Е = Е_n на внешней поверхности проводника = 0;

2. Весь объем проводника является эквипотенциальным, т.к.

;

3. Поверхность проводника является эквипотенциальной, так как

;

4. В заряженном проводнике заряды располагаются только на его поверхности. Из теоремы Остроградского-Гаусса следует

Так как внутри проводника Е = 0, то ΣQ_i = 0.

5. Поле вблизи внешней поверхности заряженного проводника имеет характеристики

, D_n = σ.

6. Линии напряженности внешнего поля разрываются на проводнике, они заканчиваются на отрицательных индуцированных зарядах и вновь начинаются на индуцированных положительных.

Если внутри объема проводника имеется полость, то внутри полости Е тоже = 0 (т.н. электростатическая защита).

Индуцированные заряды имеют бóльшую поверхностную плотность на остриях, т.е. на поверхностях с наибольшей кривизной, и могут “стекать“ с такого острия.

<== предыдущая лекция	\|	следующая лекция ==>
Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрический эффект	\|	Электроемкость