Проводники в электростатическом поле. Мухамедшин И.Р - 9 стр.

UptoLike

9
Рис.3.
компенсирует внешнее поле. Если проводник заряжен, то под действием поля
происходит перераспределение заряда проводника. Явление перераспределения
зарядов на поверхности проводника при помещении его во внешнее поле
называется электрической индукцией. На рисунке 2 показано, что при
внесении незаряженного проводника в электрическое поле на его поверхности
индуцируются заряды, при этом нарушается равномерное распределение
зарядов
на заряженном проводнике, силовые линии и эквипотенциальные
поверхности также изменяют свою форму.
Электрическое поле вблизи поверхности проводника
Из предыдущих рассуждений ясно, что электрическое поле при наличии
проводников определяется как сторонними, так и индуцированными зарядами
на поверхностях проводников. И для вычисления напряженности поля в любой
точке пространства необходимо учитывать все эти системы зарядов. Встает
вопрос, а чем определяется поле около поверхности проводника? Для решения
этой задачи воспользуемся теоремой Гаусса
.
Выделим на поверхности
проводника малый элемент
поверхности S и построим
прямой цилиндр высотой 2h,
расположенный симметрично
относительно поверхности
проводника (рис. 3). Поток вектора
напряженности через поверхность цилиндра равен:
12боковой
поверхности
EdS EdS EdS EdS=++
∫∫
GGG G
GGG G
v
. (7)
Второй интеграл равен нулю, так как напряженность поля внутри проводника
равна нулю. Поскольку нас интересует напряженность электрического поля
непосредственно у поверхности проводника, высота цилиндра h бесконечно
компенсирует внешнее поле. Если проводник заряжен, то под действием поля
происходит перераспределение заряда проводника. Явление перераспределения
зарядов на поверхности проводника при помещении его во внешнее поле
называется электрической индукцией. На рисунке 2 показано, что при
внесении незаряженного проводника в электрическое поле на его поверхности
индуцируются заряды, при этом нарушается равномерное распределение
зарядов на заряженном проводнике, силовые линии и эквипотенциальные
поверхности также изменяют свою форму.


Электрическое поле вблизи поверхности проводника
    Из предыдущих рассуждений ясно, что электрическое поле при наличии
проводников определяется как сторонними, так и индуцированными зарядами
на поверхностях проводников. И для вычисления напряженности поля в любой
точке пространства необходимо учитывать все эти системы зарядов. Встает
вопрос, а чем определяется поле около поверхности проводника? Для решения
этой задачи воспользуемся теоремой Гаусса.
                                                  Выделим           на       поверхности
                                             проводника            малый         элемент
                                             поверхности           ∆S    и     построим
                                             прямой        цилиндр       высотой     2h,
                                             расположенный               симметрично
                                             относительно                    поверхности
                 Рис.3.                      проводника (рис. 3). Поток вектора
напряженности через поверхность цилиндра равен:
                    G G     G G     G G                    G G
                 v∫ EdS = ∫ EdS + ∫ EdS +         ∫        EdS .                     (7)
                          1       2          боковой
                                             поверхности

Второй интеграл равен нулю, так как напряженность поля внутри проводника
равна нулю. Поскольку нас интересует напряженность электрического поля
непосредственно у поверхности проводника, высота цилиндра h бесконечно



                                      9