Составители:
Рубрика:
22 23
Если во внешнее электростатическое поле внести нейтральный
проводник, то свободные заряды (электроны, ионы) будут перемещаться:
положительные – по полю, отрицательные – против поля (рис. 1.14, а).
На одном конце проводника будет скапливаться избыток положительно-
го заряда, на другом – избыток отрицательного. Эти заряды называются
индуцированными. Процесс будет происходить до тех пор, пока напря-
женность поля внутри проводника не станет равной нулю, а линии на-
пряженности вне проводника – перпендикулярными к его поверхности
(рис. 1.14, б).
Явление перераспределения поверхностных зарядов на проводни-
ке во внешнем электростатическом поле называется электростатичес-
кой индукцией.
E
= 0
а б
Рис. 1.14
1.14. Электрическая емкость уединенного проводника
Рассмотрим уединенный проводник, т. е. проводник, который
удален от других проводников, тел и зарядов. Его потенциал прямо
пропорционален заряду проводника. Из опыта следует, что разные
проводники, будучи одинаково заряженными, принимают различные
потенциалы, поэтому для уединенного проводника можно записать, что
,
j
=
C
Q
(1.51)
где С – емкость проводника.
Величина емкости проводника определяется по формуле
.
/
j
=
Q
C
(1.52)
Емкость уединенного проводника определяется зарядом, при пере-
носе которого на проводник его потенциал изменяется на единицу.
Емкость проводника зависит от формы, размеров проводника и
диэлектрических свойств окружающей среды.
Единица электроемкости – фарад (Ф): 1 Ф – емкость такого уеди-
ненного проводника, потенциал которого изменяется на 1 В при сооб-
щении ему заряда в 1 Кл.
Потенциал уединенного шара радиусом R, находящегося в одно-
родной среде с диэлектрической проницаемостью e,
.
επε4
1
0
R
Q
=j
Используя формулу (1.52), получим, что емкость шара
RC εε4
0
p
=
. (1.53)
Отсюда следует, что емкостью в 1 Ф обладал бы уединенный шар,
находящийся в вакууме и имеющий радиус R = С/(4 pe
0
) » 9×10
6
км, что
примерно в 1400 раз больше радиуса Земли (электроемкость Земли
С » 0,7 мФ). Следовательно, фарад – очень большая величина, поэтому
на практике используются дольные единицы: миллифарад (мФ),
микрофарад (мкФ), нанофарад (нФ), пикофарад (пФ).
1.15. Конденсаторы
Устройства, обладающие способностью при малых размерах и не-
больших относительно окружающих тел потенциалах накапливать зна-
чительные по величине заряды, иными словами, обладать большой ем-
костью, получили название конденсаторов. В зависимости от формы
обкладок конденсаторы делятся на плоские, цилиндрические, сфери-
ческие.
Так как поле сосредоточено внутри конденсатора, то линии напря-
женности начинаются на одной обкладке и кончаются на другой, поэто-
му свободные заряды, возникающие на разных обкладках, являются рав-
ными по модулю разноименными зарядами. Под емкостью конденса-
тора понимается физическая величина, равная отношению заряда Q,
накопленного в конденсаторе, к разности потенциалов (j
1
– j
2
) между
его обкладками:
(
)
./
2
1
j
-
j
=
QС
(1.54)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- …
- следующая ›
- последняя »
