ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
15
(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 одинаков во всех его точках, т .е. поверхности электродов
в ванне являются эквипотенциальными.
Проводник, по которому течет ток (в нашем случае электролит),
электрически нейтрален – число положительных и отрицательных ионов в
любом объеме (достаточно большом по сравнению с объемом самих ионов)
электролита одинаково. Поэтому заряды, движущиеся в электролите, не
создают электрического поля, и поле между электродами целиком
определяется зарядами самих электродов. Поэтому между электродами в
электролитической ванне, когда по ней течет ток, существует электрическое
поле точно такое же, какое было бы между этими электродами,
помещенными в вакуум и заряженными до такой же разности потенциалов.
Таким образом, задача о нахождении электростатического поля между
заряженными электродами в пустоте сводится к задаче о нахождении
электрического поля , возникающего в электролитической ванне при
протекании в ней электрического тока .. При этом сначала можно найти
15 (эквип от ен циа ль н ые лин ии н а п лоскост и) п од п ря м ым у глом . Н а рис.3 п ока за н ы эквип от ен циа ль н ые (сп лошн ые) и силовые (п у н кт ирн ые) лин ии электрического п оля , созд а н н ого д ву м я од н оим ен н о за ря ж ен н ым и ша ра м и. Е сли п от ен циа лы д ву х сосед н их эквип от ен циа ль н ых п оверх н ост ей (лин ий), от стоя щ их д ру г от д ру га н а ра сстоя н ие d , ра вн ы ϕ1 и ϕ2, т о а бсолю т н ое зн а чен ие н а п ря ж ен н ост и п оля в этом м ест е бу д ет : ϕ 2 − ϕ1 E= . (17) d Е сли эквип от ен циа ль н ые п оверх н ост и п ровод ить т а к, чтобы ра зн ост ь п от ен циа лов м еж д у лю бым и сосед н им и п оверх н ост я м и была од ин а ковой, т о н а п ря ж ен н ост ь п оля бу д ет т ем боль ше, чем м ен ь ше ра сст оя н ие м еж д у п оверх н ост я м и. Э л ек трол итичес к аяванна Д ля изу чен ия электрического п оля м еж д у элект род а м и ра зличн ой ф орм ы исп оль зу ет ся электролит ическа я ва н н а , п ред ст а вля ю щ а я собой сосу д , за п олн ен н ый ж ид кост ь ю , сла бо п ровод я щ ей элект рический т ок (электролит ом ). В ж ид кост ь п огру ж а ю тся м ет а ллические электрод ы, м еж д у которым и п ри п ом ощ и источн ика ЭД С п од д ерж ива ет ся за д а н н а я ра зн ост ь п от ен циа лов. П ри этом в ж ид кости м еж д у электрод а м и возн ика ет электрический ток, п ред ст а вля ю щ ий собой н а п ра влен н ое д виж ен ие ион ов п од д ейст вием электрического п оля , созд а н н ого м еж д у элект род а м и. Электрическое п оле в п ровод н ике, п о котором у т ечет ток, от лича ет ся от п оля в п ровод н ике, п о котором у т ок н е т ечет . Е сли за ря д ы в п ровод н ике н еп од виж н ы, т о все т очки п ровод н ика им ею т од ин а ковый п от ен циа л. Е сли за ря д ы д виж у т ся , т о в н а п ра влен ии их д виж ен ия в п ровод н ике су щ еству ет изм ен ен ие п от ен циа ла , кот орое согла сн о за кон у Ом а п роп орцион а ль н о соп рот ивлен ию п ровод н ика . П осколь ку соп рот ивлен ие м ет а ллических электрод ов очен ь м а ло п о сра вн ен ию с соп рот ивлен ием электролит а , т о в н их изм ен ен ие п от ен циа ла н езн а чит ель н о и м ож н о счит а т ь , чт о п от ен циа л ка ж д ого элект род а од ин а ков во всех его т очка х , т .е. п оверх н ост и элект род ов в ва н н е я вля ю т ся эквип от ен циа ль н ым и. П ровод н ик, п о кот ором у т ечет т ок (в н а шем слу ча е элект ролит ), электрически н ейт ра лен – число п олож ит ель н ых и от рица т ель н ых ион ов в лю бом объ ем е (д ост а точн о боль шом п о сра вн ен ию с объ ем ом са м их ион ов) электролит а од ин а ково. П оэтом у за ря д ы, д виж у щ иеся в электролит е, н е созд а ю т электрического п оля , и п оле м еж д у электрод а м и целиком оп ред еля ет ся за ря д а м и са м их электрод ов. П оэт ом у м еж д у электрод а м и в электролит ической ва н н е, когд а п о н ей т ечет ток, су щ ест ву ет электрическое п оле т очн о т а кое ж е, ка кое было бы м еж д у эт им и элект род а м и, п ом ещ ен н ым и в ва ку у м и за ря ж ен н ым и д о т а кой ж е ра зн ост и п от ен циа лов. Т а ким обра зом , за д а ча о н а х ож д ен ии элект рост а т ического п оля м еж д у за ря ж ен н ым и электрод а м и в п у стот е свод ит ся к за д а че о н а х ож д ен ии электрического п оля , возн ика ю щ его в электролит ической ва н н е п ри п рот ека н ии в н ей электрического т ока .. П ри эт ом сн а ча ла м ож н о н а йт и
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »