Проводници в електрично поле. Полето вътре и близо до повърхността на зареден проводник. Разпределението на зареждане на проводниците. защита ESD.
Диригенти са материали, които имат така наречените свободни такси, които могат да се движат в обема на проводника под действието на произволно малък външен електрическо поле.
Първата обща собственост на проводници в електростатичното поле е, че napryazhon- напрегнатостта на полето вътре в проводника е нула навсякъде. Ние доказваме с противоречие в областта на математиката. Да предположим, че в някои региони на проводници Ка електрическо поле. След това, под влияние на това поле без диригент ще обвинения насочено движение. Има електрически ток - и това е в противоречие с факта, че ние сме в електростатика.
електрическо поле Е В нашите топка свободни електрони се натрупват в лявото му полукълбо, което е отрицателно заредена. Право Ню Йорк остава некомпенсиран положителен заряд. Появата на тези такси, както си спомняте, наречена електрон-радикално електростатична индукция: таксите, предизвикани по повърхността на проводник (т.е. предизвикана ..) Външно електростатично поле. Ще подчертая още веднъж, че е налице разделяне реално заплащане: ако сега рязана топка с диаметър във вертикалната равнина, един получава два противоположно заредени полукълба. На предизвикани обвиненията създават своята област Ei. посока вътре една топка, която се оказва противоположна на външното поле Възстановяването безплатно зареждане топка продължава, докато докато поле Ei не се компенсира напълно външното поле E в целия регион вътре в топката. При настъпване на този момент (както това се случи почти мигновено), в резултат поле вътре в сферата става нула, по-нататъшното движение на такси спира и те най-накрая да вземе фиксирани техните статични позиции на повърхността на топка.
Обвинението в рамките на диригента следната обща собственост на проводниците е, че обемна плътност безплатно в рамките на проводника е равно на нула другаде. Ние го формулира по-подробно. Каквато и да е област вътре в проводник вземем, той ще бъде определен заряд е нула. Некомпенсирани такси, ако има такива, са разположени изцяло на повърхността на проводника. Строга доказателство за това твърдение се основава на fudamentalnuyu Гаус теорема, че училището не е преминала. А неофициално обяснение е много проста: ако беше вътре некомпенсирани обвиненията на проводника, те щяха да се създаде електрическо поле там. Но областта електрически вътре в проводник е не - следователно, няма такса. От това следва още един забележителен факт: ако вътре в проводник има кухина, а след това на терена в кухината е нула. В действителност, ние ще създадем кухина вътре в проводника и иззети на въпроса. Полето е нула, преди оттеглянето, тъй като нулата и ще остане - за заряда на изгребани материал е нула! Нашите манипулации не се променят конфигурацията на електростатичния заряд на повърхността на проводника, което създава нула поле във всички точки вътре в проводника. На изчезване явление на полето в кухината вътре в проводник създадена така наречената електростатичен защита. Ако е необходимо, за да го предпази от външни електростатични полета или kakoe- устройство се поставя в метална кутия (съраунд или метална мрежа), нулиране напрегнатост на полето в пространството около защита ustroystva.Elektrostaticheskaya - помещение устройства, които са чувствителни към електрическото поле в затворен проводима обвивка за екраниране от външно електрическо поле.
Този феномен се дължи на факта, че повърхността на проводника (зареден или незареден), поставен във външен електрическо поле, така че таксите се преразпределят (електрическа индукция явление), която създаде тях напълно компенсира външното поле в проводника.
Самотен електрически капацитет не е изолиран проводник (тел система). Кондензатори. Енергийна обвинен проводник, един кондензатор и система от заредени частици. Енергията на електростатичното поле.
Електрически капацитет самотен изследовател.
Помислете уединен проводник, който комуникира някои електрически заряд Q. Както знаем, електрическият заряд се разпределя по повърхността на проводника и околното пространство създава електрично поле. Интензитетът на тази област не е постоянна, тя варира както по величина и в посока (фиг. 355).
Но потенциалът на проводника е постоянна във всички точки. Очевидно е, че този потенциал е пропорционална на диригента на зареждане. Следователно, диригент на таксата, свързана с неговия потенциал не зависи от големината на електрическия заряд, обаче, това съотношение е "чисти" характеристики на проводника, които са в определена среда, която се нарича електрически проводник капацитет (електрически капацитет).
По този начин, на електрическия капацитет на проводник е съотношението на таксата за електрически проводник, за да си потенциал
Както многократно е заявявал, електрическия потенциал се определя до произволна константа. За избягване на съмнение, в дефиницията на (1) показват, че потенциалът клони към нула при безкрайно разстояние от проводник под внимание:
Възможно е да се даде определение еквивалент: електрически капацитет на проводника е електрически заряд, че е необходимо да се информира диригента да увеличи капацитета си в блок 1.
Единицата за електрическа мощност SI е фарад (F).
1 F - е електрически капацитет на проводника, на потенциала на която се променя на 1, когато посланието, което се зарежда една Cl. Тъй като много голям F 1 единица капацитет се използва кратни 1 PF (picofarads) 10 -12 F = 1 NF (nanofarad) -9 F = 10, 1 UF (microfarads) = 10 -6 F, и т.н.
Ето защо, когато се въвеждат в околната среда на една заредена диригент, област диригенти и диелектрици се счита за проводник е отслабена, и потенциалните си падане. В съответствие с електрически капацитет на проводника по този начин се увеличава в сравнение с капацитета на същия проводник във вакуум при липса на други проводници и диелектрици.
Електрически капацитет метални дискове А и В зависи от разстоянието между тях и ги отделя от диелектрик.
Говореше се, че по-горе, че електрическият капацитет зависи от формата и площта на повърхността на проводника. Тъй като диригент е електрифицирана чрез проводник влияние електрически капацитет ще зависи от местоположението в близост до други проводници и околната среда.
Самотен електрически капацитет на проводника зависи също диелектричните свойства на заобикалящата го среда. Ако средносрочен odonorodna и изотропна, както се вижда от. електрически капацитет диригент пропорционална на относителната диелектрична константа на средата.
А кондензатор е устройство, способно да натрупва електрически заряди. Най-простият кондензатор са две метални плочи (електроди), разделени от диелектрик. Кондензаторът 2 може да се презарежда, когато е свързан към източник на неговите електроди 1 DC електрическа мощност (фиг. 181, както и).
Когато зареждането на свободни електрони кондензатор налични в единия си електроди към положителния полюс на източник на стадо, при което този електрод става положително заредени. Електроните с отрицателен източник поле стадо към втория електрод и създават него излишък на електрони, така че става отрицателно заредена. В резултат на това на зарядния ток i3, който протича към двата електрода на кондензатор се формират равни, но противоположни заряди и между тях електрическо поле, което създава известно потенциална разлика между електродите на кондензатор. Когато разликата в потенциалите се изравнява с мощност източник на напрежение, движението на електроните в кондензатор верига, тоест. Д. Преминаването на ток i3 спре. Този въпрос е свързан с края на зареждането на кондензатора.
Когато няма връзка с източника (фиг. 181, б) кондензатор, които могат дълго време да запази електрическите заряди, натрупани. Зареден кондензатор е електрически източник на енергия с определена напр. г. а. ЕО. Ако свържете електродите на кондензатор, натоварени от проводник (фиг. 181, буква в), кондензатор започне да се изтощава. Така веригата ще се разреди кондензатор ток IP. Започне да спада и потенциалната разлика между електродите, т.е.. Е. кондензатор ще даде натрупаната електрическа енергия към външна верига. По времето, когато броят на свободни електрони на всеки електрод на кондензатор става същото, електрическото поле между електродите изчезва и ток става нула. Това означава, че е налице пълно разреждане на кондензатор, т. Е. им даде съхранената електрическа енергия.
Капацитет. Имотът на кондензатор, за да съхраним и запазим електрическите заряди се характеризира с нейния капацитет. Колкото по-голям капацитет, по-голяма натрупани тях заряд, както и с увеличаване на капацитета на кораб или газ цилиндър увеличава количеството на течност или газ в него.
В капацитет С на кондензатор се определя като съотношението на заряд Q, натрупани в кондензатор на потенциалната разлика между неговите електроди (прилага напрежение) U:
Капацитетът се измерва в farads (F).
1. енергия на системата на фиксираните такси запетая. Както вече знаете, електростатични сили на взаимодействие са консервативни; Следователно, системата на заплащане има потенциална енергия. Ние ще търсим потенциалната енергия на системата от две фиксирана точка Q1 и Q2 такси. които са на разстояние г от друг. Всеки от обвиненията в областта на другият има потенциална енергия (с помощта на формула изолиран капацитета на зареждане):
където # 966; 12 и # 966; 21 - потенциали, съответно, които са създадени при зареждане Q1 точка Q2 и зарядът се намира в заряд Q1 Q2 точка заряд е разположен. съгласно,
Като прибавим към нашата система от две обвинения последователно такси Q3. Q4. ние можем да докажем, че в случай на п фиксирана енергия такси взаимодействие на точкови заряди на системата е
където # 966; I - потенциала, който се създава на мястото, където такса Чи на. всички такси, с изключение на аз-ти.
2. Енергията на зареден проводник е изолиран. Помислете уединен проводник капацитетът за зареждане и капацитетът на които са съответно равни на Q, # 966; С. и да се увеличи таксата на диригента DQ. За това е необходимо да се прехвърли таксата DQ изолиран от безкрайност до проводник, в който на цена от операция, която е равна на
");?>" Alt = "елементарна работа на електрическото поле принуждава зареден проводник">
За да заредите организма от потенциала на земята, за да # 966;, което трябва да направите работата
Енергията на зареден проводник е равно на работата, която трябва да се извърши, за да се зарежда на проводника:
Формула (3) може да се получи и при условие, че потенциала на проводника във всички точки на същото, тъй като повърхността на проводника е еквипотенциална. ако # 966; - потенциал на проводника, от (1) намираме
където Q = ΣQi - такса диригент.
3. енергията на зарежда кондензатор. Кондензаторът се състои от заредени проводници следователно притежава енергия, която от формула (3) е равна на
където Q - такса кондензатор C - нейния капацитет, # 916; # 966; - потенциалната разлика между кондензатор плочи.
Използването на израза (4), ще се стреми механично (ponderomotive) сила. с което кондензатор плочи са привлечени един към друг. За да направите това ние правим предположението, че разстоянието Х между плочите е променен на DX стойност. След активна сила действа DA = FDX дължи на спада на потенциалната енергия на системата FDX = - DW, където
Заместването в (4), експресията на капацитета на плосък кондензатор получи
Разнообразяване на фиксирана стойност на енергията (виж (5) и (6).), Ние се получи желаната сила:
където знак минус показва, че сила F е силата на привличане.
4. енергията на електростатичното поле. Ние използваме израза (4), която експресира на енергия чрез планарна кондензатор такси и потенциали и spolzuya експресия за капацитет плосък кондензатор (С = # 949 0 # 949; S / г) и потенциалната разлика между неговите пластини (# 916, # 966 = Ed След това.
където V = Sd - обем на кондензатор. Уравнение (7) показва, че енергията на кондензатор се изразява чрез стойността характеризиращи областта електростатично, - напрежение Е.
Свързани статии