 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Электрическое поле внутри проводника
При помещении проводника во внешнее электрическое поле происходит его поляризация. Поляризация обусловлена смещением зарядов внутри кластера. Внешняя оболочка валентного электрона деформируется до тех пор, пока внутри проводника напряженность электрического поля не станет практически равной нулю, а на поверхности появятся наведенные нескомпенсированные заряды. Внутри металла возникает последовательное расположение наведенных электрических диполей кластерных структур, что приводит к полной взаимной компенсации наведенных электрических зарядов противоположных знаков. Энергия ионизации кластерных структур для большинства металлов составляет ~ 1 эВ. Учитывая большую электрическую проницаемость, свойственную металлам, поляризация кластерных структур приводит практически к полной компенсации внешнего электрического поля. В результате внутри металла внешнее электрическое поле полностью скомпенсировано, а наведенные заряды противоположных знаков на поверхности проводника воссоздают внешнее электрическое поле.
Таким образом, на поверхности проводника (рис. 37) тангенциальная составляющая напряженности электрического поля равна нулю, а нормальная — отличная от нуля. Силы, действующие на внесенный свободный электрический заряд, соответственно равны:
. (4.1)
При статическом равновесии наведенных зарядов напряженность поля внутри проводника всегда равна нулю. Из соотношения dφ = Eэdl = 0 следует, что весь объем внутри проводника является эквипотенциальным. Это лишний раз свидетельствует, что внутри проводника не могут существовать нескомпенсированные заряды. Применяя теорему Остроградского — Гаусса, можно прийти к тому же результату. Пусть
 |
имеется заряженный проводник (рис. 38). Проведем внутри него замкнутую поверхность S. Тогда
. (4.2)
Следовательно, внутри проводника D = εr ε0 Eэ = 0, а на поверхности заряженного проводника Eэ,τ = 0, a Eэ,n ≠ 0.
Когда наведенные или сообщенные электрические заряды на поверхности проводника находятся в статическом состоянии, силовые линии электрического поля перпендикулярны к поверхности, а сама заряженная поверхность является эквипотенциальной.
Поиск по сайту: