ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
22
Следовательно, вектор напряженности численно равен
изменению потенциала , приходящемуся на единицу длины в направлении
силовой линии, а направлен этот вектор в сторону убывания потенциала , о
чем говорит знак “минус” в правой части (16).
Если известна совокупность эквипотенциальных поверхностей, то
можно по ней найти величину и направление
напряженности поля. Для этого нужно
построить систему силовых линий, проводя их
так, чтобы они пересекали эквипотенциальные
поверхности (эквипотенциальные линии на
плоскости) под прямым углом. На рис.3
показаны эквипотенциальные (сплошные) и
силовые (пунктирные) линии электрического
поля, созданного двумя одноименно
заряженными шарами. Если потенциалы двух
соседних эквипотенциальных поверхностей
(линий), отстоящих друг от друга на
расстояние d , равны ϕ
1
и ϕ
2
, то абсолютное
значение напряженности поля в этом месте будет :
d
E
12
ϕ
ϕ
−
= . (17)
Если эквипотенциальные поверхности проводить так, чтобы
разность потенциалов между любыми соседними поверхностями была
одинаковой, то напряженность поля будет тем больше, чем меньше
расстояние между поверхностями.
Электролитическая ванна
Для изучения электрического поля между электродами различной
формы используется электролитическая ванна, представляющая собой
сосуд, заполненный жидкостью , слабо проводящей электрический ток
(электролитом ). В жидкость погружаются металлические электроды,
между которыми при помощи источника ЭДС поддерживается заданная
разность потенциалов. При этом в жидкости между электродами возникает
электрический ток, представляющий собой направленное движение ионов
под действием электрического поля, созданного между электродами.
Электрическое поле в проводнике, по которому течет ток,
отличается от поля в проводнике, по которому ток не течет . Если заряды в
проводнике неподвижны, то все точки проводника имеют одинаковый
потенциал. Если заряды движутся, то в направлении их движения в
проводнике существует изменение потенциала , которое согласно закону
Ома пропорционально сопротивлению проводника . Поскольку
сопротивление металлических электродов очень мало по сравнению с
сопротивлением электролита, то в них изменение потенциала
незначительно и можно считать, что потенциал каждого электрода
Рис.3
22 С лед ова т ель н о, вект ор н а пряж ен н ост и числен н о ра вен изм ен ен ию потен циа ла , прих од ящ ем у ся н а ед ин ицу д лин ы в н а пра влен ии силовой лин ии, а н а пра влен эт от векторв ст орон у у б ыва н ия потен циа ла , о чем говорит зн а к “м ин у с” в пра вой ча сти (16). Е сли извест н а совоку пн ост ь эквипот ен циа ль н ых поверх н ост ей, то м ож н о по н ей н а йти величин у и н а пра влен ие н а пряж ен н ост и поля. Д ля этого н у ж н о построит ь сист ем у силовых лин ий, провод я их т а к, чт об ы он и пересека ли эквипотен циа ль н ые поверх н ости (эквипот ен циа ль н ые лин ии н а плоскости) под прям ым у глом . Н а рис.3 пока за н ы эквипотен циа ль н ые (сплошн ые) и силовые (пу н кт ирн ые) лин ии элект рического поля, созд а н н ого д ву м я од н оим ен н о за ряж ен н ым и ша ра м и. Е сли потен циа лы д ву х сосед н их эквипотен циа ль н ых поверх н остей Рис.3 (лин ий), отст оящ их д ру г от д ру га н а ра сстоян ие d , ра вн ы ϕ1 и ϕ2, то а б солю т н ое зн а чен ие н а пряж ен н ости поля в этом м ест е б у д ет : ϕ −ϕ E = 2 1. (17) d Е сли эквипот ен циа ль н ые поверх н ост и провод ит ь т а к, чт об ы ра зн ост ь пот ен циа лов м еж д у лю б ым и сосед н им и поверх н ост ям и б ыла од ин а ковой, т о н а пряж ен н ост ь поля б у д ет т ем б оль ше, чем м ен ь ше ра сстоян ие м еж д у поверх н ост ям и. Э л ек трол итичес к аяванна Д ля изу чен ия элект рического поля м еж д у элект род а м и ра зличн ой ф орм ы исполь зу ет ся элект ролит ическа я ва н н а , пред ст а вляю щ а я соб ой сосу д , за полн ен н ый ж ид кост ь ю , сла б о провод ящ ей элект рический ток (элект ролитом ). В ж ид кост ь погру ж а ю т ся м ета ллические элект род ы, м еж д у кот орым и при пом ощ и источн ика ЭД С под д ерж ива ет ся за д а н н а я ра зн ост ь потен циа лов. При этом в ж ид кост и м еж д у элект род а м и возн ика ет элект рический т ок, пред ста вляю щ ий соб ой н а пра влен н ое д виж ен ие ион ов под д ейст вием элект рического поля, созд а н н ого м еж д у элект род а м и. Элект рическое поле в провод н ике, по котором у т ечет ток, от лича ет ся от поля в провод н ике, по кот ором у т ок н е т ечет. Е сли за ряд ы в провод н ике н епод виж н ы, то все точки провод н ика им ею т од ин а ковый пот ен циа л. Е сли за ряд ы д виж у т ся, т о в н а пра влен ии их д виж ен ия в провод н ике су щ ест ву ет изм ен ен ие потен циа ла , которое согла сн о за кон у Ом а пропорцион а ль н о сопрот ивлен ию провод н ика . Посколь ку сопрот ивлен ие м ета ллических элект род ов очен ь м а ло по сра вн ен ию с сопрот ивлен ием элект ролит а , т о в н их изм ен ен ие пот ен циа ла н езн а читель н о и м ож н о счит а т ь , чт о пот ен циа л ка ж д ого электрод а
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- …
- следующая ›
- последняя »