Умови рівноваги зарядів у провідниках
Розглянемо умови рівноваги зарядів у провіднику, скориставшись поняттям різниці потенціалів. Як уже зазначалося в § 16, при рівновазі зарядів напруженість поля в провіднику повинна дорівнювати нулю (т. Е. Електричне поле в провіднику відсутній). Але на підставі (23.1) це означає, що різниця потенціалів між будь-якими точками провідника дорівнює нулю. Це відноситься також і до всіх точок поверхні провідника. Отже, поверхня провідника є еквіпотенційної поверхнею.
Так як лінії поля перпендикулярні до всіх еквіпотенційної поверхнях (§ 22), то вони перпендикулярні до поверхні провідника – висновок, який ми вже отримали в § 18.
Якщо ми маємо два ізольованих провідника 1 і 2 (рис. 42), то поверхня кожного з них повинна бути еквіпотенційної поверхнею. Але між поверхнями цих двох провідників може існувати різниця потенціалів. Що станеться, якщо ці два провідника з’єднати металевим дротом? Між кінцями цього дроту буде існувати різниця потенціалів, що дорівнює різниці потенціалів провідників. Отже, уздовж дроту буде діяти електричне поле, і тому в ній почнеться рух вільних електронів, що переходять в бік зростання потенціалу (§ 23), бо електрони мають негативний заряд. Разом з цим рухом почнеться і переміщення електронів по провідниках 1 і 2, в результаті якого имевшаяся спочатку різниця потенціалів між провідниками буде зменшуватися. Рух електронів, т. Е. Електричний струм в провідниках і в з’єднує їх дроті, буде тривати до тих пір, поки різниця потенціалів між всіма точками цих провідників не стане рівною нулю і поверхні обох провідників і дроту між ними не стануть однією еквіпотенційної поверхнею.
Наш земну кулю в цілому є провідником. Тому поверхня Землі є також Еквіпотенціальна поверхню. При побудові еквіпотенціальних поверхонь нерідко вибирають як нульовий еквіпотенціальною поверхнею, збігається з поверхнею Землі, і іноді кажуть замість “різниця потенціалів” просто “потенціал” в даній точці. При цьому мають на увазі ту різницю потенціалів, яка існує між цією точкою і якою-небудь точкою поверхні Землі. Як вже було роз’яснено в § 22, вибір поверхні Землі в якості нульовий еквіпотенційної поверхні є умовним.
Related posts:
- Різницю потенціалів. Напруга Різниця потенціалів – це скалярна фізична величина, чисельно рівна відношенню роботи сил поля по переміщенню заряду між даними точками поля до цього заряду. В СІ одиницею різниці потенціалів є вольт (В). 1 В – різниця потенціалів між двома такими точками електростатичного поля, при переміщенні між якими заряду в 1 Кл силами поля відбувається робота в […]...
- Розподіл зарядів в провіднику. Клітка Фарадея Ми бачили, що поверхня провідника, як нейтрального, так і зарядженого, є еквіпотенційної поверхнею і всередині провідника напруженість поля дорівнює нулю (§ 16). Те ж відноситься і до полому провіднику: поверхня його є поверхня Еквіпотенціальна і поле усередині порожнини дорівнює нулю, як би сильно не був заряджений провідник, якщо, звичайно, усередині порожнини немає ізольованих від провідника […]...
- Умови рівноваги між зарядами і електричним полем При переміщенні металу [1] в електричне поле E⃗ 0 E → 0 на вільні електрони діють електричні сили, під дією яких електрони починають рухатися. Якщо електричне поле не надто велике, то електрони не можуть покинути обсяг металу і скупчуються на одній стороні провідника, з іншого боку провідника утворюється недолік електронів, тому позитивний заряд іонів решітки […]...
- Електричне поле в діелектриках і в провідниках Само собою зрозуміло, що електричне поле може існувати не тільки в вакуумі, а й усередині речовини, бо електричні сили можуть діяти і всередині різних тіл. При цьому, однак, треба мати на увазі істотна відмінність між провідниками і діелектриками. У провіднику є електричні заряди, вільно переміщаються під дією електричних сил. У діелектрику ж рух зарядів під […]...
- Потенціал провідника Раніше ми говорили про потенціал тієї чи іншої точки електростатичного поля. Великий інтерес представляють безлічі точок, потенціал яких однаковий. Один приклад такого безлічі ми знаємо – це еквіпотенціальні поверхні. Іншим чудовим прикладом служить провідник. Всі точки провідника мають однаковий потенціал. Іншими словами, різниця потенціалів між будь-якими двома точками провідника дорівнює нулю. Справді, якби між якою-небудь […]...
- Зв’язок між напруженістю електростатичного поля і різницею потенціалів Кожній точці електричного поля відповідають певні значення потенціалу та напруженості. Знайдемо зв’язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів. Будь-яке електростатичне поле в досить малій області простору можна вважати однорідним. Еквіпотенціальні поверхні. При переміщенні заряду під кутом 90 ° до силових ліній електричне поле не здійснює роботу, так як електростатична сила перпендикулярна переміщенню. Значить, якщо провести […]...
- Умови рівноваги – фізика Існує дві основні умови рівноваги тіл: 1. Виходячи з відомого нам II закону Ньютона, щоб тіло залишалося нерухомим, сумарна (рівнодіюча) сила повинна дорівнювати нулю. Тобто, щоб визначити умову, за якої тіло буде знаходитися в рівновазі, суму проекцій сил на будь-яку вісь, слід прирівняти до нуля: 2. Друга умова стосується моментів сил: Щоб тіло знаходилося в […]...
- Різниця потенціалів Потенціал, як і потенційна енергія, величина відносна і залежить від вибору початку відліку. На практиці зазвичай використовують не значення потенціалу в точці, а різниця потенціалів, яка не залежить від вибору початку відліку. Різниця потенціалів визначається потенційною енергією заряду в початковій і кінцевій точках траєкторії, а зміна енергії, у свою чергу, дорівнює роботі електростатичної сили. Різницею […]...
- Втрати в провідниках при змінному струмі При протіканні змінного струму по провіднику навколо нього і всередині утворюється змінний магнітний потік, який наводить у самому провіднику е. д. з, що обумовлює індуктивний опір провідника. Якщо розбити перетин струмоведучих частини на ряд елементарних провідників, то ті з них, які розташовані в центрі перетину і біля нього, матимуть найбільший індуктивний опір, так як вони […]...
- Умови існування електричного струму До цього ми розглядали, що таке струм, і з’ясували, що всі заряди для освіти струму повинні рухатися направлено. Але тепер постає питання, а яким чином має взагалі виникати рух струму? Що пересуває заряди? Щоб заряди переміщалися, необхідно прикласти силу в деякому заданому напрямку. Щоб заряд переміщався по провіднику, в ньому має бути поле, що має […]...
- Умови рівноваги фаз При описі просторово неоднорідних середовищ застосовно розбиття їх на деяке число однорідних за складом частин, розділених кордонами розділу. Макроскопічна частина середовища (речовини), що має однорідний фізико-хімічний склад, називається фазою. Далі нами будуть розглядатися термодинамічні системи, для опису фаз яких застосовні методи рівноважної термодинаміки. Знаходяться в рівновазі термодинамічні системи не обов’язково повинні представляти собою однорідну середу, […]...
- Електрична ємність Електрична ємність (С) – параметр провідного тіла, мірило сприйнятливості тіла або системи тіл акумулювати електричні заряди, утримуючи так енергію електричного поля. Ємність вимірюється співвідношенням заряду відокремленого провідного тіла до його потенціалу (при дотриманні вимоги, що точка, в якій потенціал набуває значення рівне нулю, розташована в нескінченності): С = q/U. Для ємності пари проводять тіл, розмежованих […]...
- Стаціонарне електричне поле Ми весь час говоримо про направленому русі зарядів, але ще не стосувалися питання про те, чому вільні заряди скоюють такий рух. Чому, власне, виникає електричний струм? Для упорядкованого переміщення зарядів усередині провідника необхідна сила, що діє на заряди в певному напрямку. Звідки береться ця сила? З боку електричного поля! Щоб у провіднику протікав постійний струм, […]...
- Рух електричних зарядів Саме слово “електростатичний” говорить про якусь статиці, т. Е. Непорушності. Електростатична сила – це та сила, з якою нерухомий заряд діє на інші заряди, що знаходяться на відстані від нього. Але ми знаємо, що електричні заряди можуть рухатися. Їх рух називають електричним струмом. При русі зарядів виникають додаткові сили. Однак, перш ніж їх обговорювати, згадаємо […]...
- Умови рівноваги споживача Умови рівноваги споживача – то кількість товару, яке купить споживач при даній ціні. Функція корисності максимізується в тому випадку, коли грошовий дохід споживача розподіляється таким чином, що кожен останній рубль, витрачений для придбання будь-якого блага, приносить однакову граничну корисність. При виконанні цієї умови ніякі зміни структури споживчого набору її можуть дати додаткової вигоди. Споживачеві є […]...
- Що таке провідники Давайте уявимо собі ситуацію: візьмемо батарейку і дріт і приєднаємо її до полюсів батарейки. За дроті піде струм і буде йти досить довгий час. А тепер візьмемо скляну трубку і зробимо те ж саме – струм по ній не піде. У чому ж різниця? Різниця в тому, що металевий дріт має в своїй структурі вільні […]...
- Еквіпотенціальні поверхні у фізиці Як ви пам’ятаєте, введення силової характеристики поля (напруженості) дало можливість зображати поле графічно – у вигляді картини ліній напруженості, або силових ліній. Енергетична характеристика поля (потенціал) також дозволяє дати графічну картину поля – у вигляді сімейства еквіпотенціальних поверхонь. Поверхня в просторі називається еквіпотенційної, якщо у всіх точках цієї поверхні потенціал електричного поля приймає одне і […]...
- Електроємність Електроємність характеризує здатність провідників або системи з декількох провідників накопичувати електричні заряди, а отже, і електроенергію, яка в подальшому може бути використана, наприклад, при фотографуванні (спалах) і т. д. Розрізняють електроємність відокремленого провідника, системи провідників (зокрема, конденсаторів). Відокремленим називається провідник, розташований далеко від інших заряджених і незаряджених тіл так, що вони не роблять на цей […]...
- Електричний опір провідника Електричний опір провідника виникає при протіканні по провіднику електричного струму. Тобто, коли при русі по провіднику електронів, відбувається зіткнення цих електронів з атомами провідника. При такому зіткненні, що рухається, вибиває з атома один з його вільних електронів і стає на його місце, а частина енергії, отриманої електроном від джерела е. р. с., перетворюється в тепло, […]...
- Повний закон Ома для замкнутого кола Та чи інша дія струму залежить, перш за все, від його сили. Змінюючи силу струму в електричну ланцюга, можна управляти ці дії. Для того щоб контролювати струм в електричного кола, слід знати, від чого саме залежить електрична сила струму в ній. Вам добре має бути відомо, що електричний струм в електричному ланцюзі є впорядкованою пересування […]...
- Поле всередині провідника Перше загальне властивість провідників в електростатичному полі полягає в тому, що напруженість поля усередині провідника всюди дорівнює нулю. Доведемо від противного, як в математиці. Припустимо, що в якійсь області провідника є електричне поле. Тоді під дією цього поля вільні заряди провідника почнуть спрямований рух. Виникне електричний струм – а це суперечить тому, що ми знаходимося […]...
- Поверхнева щільність заряду Досліджуємо тепер на досвіді, яким чином розподіляються заряди на зовнішній поверхні провідника. Для цього ми скористаємося раніше пробної платівкою. Вона повинна бути гнучкою або настільки малою, щоб при зіткненні з провідником її можна було розглядати як частину поверхні провідника. У цьому випадку на неї перейде заряд, що припадає на частину поверхні, що збігається з платівкою. […]...
- Провідники в електричному полі: конспект У провідниках – в металах і електролітах, є носії заряду. В електролітах це іони, в металах – електрони. Ці електрично заряджені частинки здатні під дією зовнішнього електростатичного поля переміщатися по всьому об’єму провідника. Електрони провідності в металах, що виникають при конденсації пари металу, завдяки усуспільнення валентних електронів, є в металах носіями заряду. Напруженість і потенціал […]...
- Закон Ома для ділянки ланцюга. Опір Вольт-амперна характеристика. У попередньому параграфі говорилося, що для існування струму в провіднику необхідно створити різницю потенціалів на його кінцях. Сила струму в провіднику визначається цією різницею потенціалів. Чим більше різниця потенціалів, тим більше напруженість електричного поля в провіднику і, отже, тим більшу швидкість спрямованого руху набувають заряджені частинки. Відповідно до формули (15.2) це означає збільшення […]...
- Залежність сили струму від напруги Різні дії струму, такі як нагрівання провідника, магнітні та хімічні дії, залежать від сили струму. Змінюючи силу струму в ланцюзі, можна регулювати ці дії. Але щоб управляти струмом в ланцюзі, треба знати, від чого залежить сила струму в ній. Ми знаємо, що електричний струм у ланцюзі – це впорядкований рух заряджених частинок в електричному полі. […]...
- Електричний опір провідників. Одиниці опору Включаючи в електричний ланцюг якого-небудь джерела струму різні провідники і амперметр, можна помітити, що при різних провідниках показання амперметра різні, т. Е. Сила струму в цьому ланцюзі різна. Так, наприклад, якщо замість залізного дроту АВ (рис. 70) включити в ланцюг такої ж довжини і перетину нікелінову дріт CD, то сила струму в ланцюзі зменшиться, а […]...
- Опір провідника Закон Ома допомагає визначити силу струму через провідник, даючи можливість оцінити теплове, хімічне і магнітне дію електричного струму. Для існування постійного струму в провіднику необхідно підтримувати незмінною різниця потенціалів між його кінцями. З ростом цієї різниці потенціалів напруженість поля в провіднику збільшується, і вільні заряди провідника набувають більшу швидкість, а значить, зростає сила струму через […]...
- Швидкість спрямованого руху зарядів Коли ми включаємо в кімнаті світло, нам здається, що лампочка загоряється миттєво. Швидкість поширення струму по проводах дуже велика: вона близька до 300 000 км / с (швидкості світла у вакуумі). Якби лампочка перебувала на Місяці, вона запалилася б через секунду з невеликим. Однак не слід думати, що з такою грандіозною швидкістю рухаються вільні заряди, […]...
- Залежність опору провідника від температури Питомий опір, а отже, і опір металів, залежить від температури, збільшуючись з її ростом. Температурна залежність опору провідника пояснюється тим, що зростає інтенсивність розсіювання (число зіткнень) носіїв зарядів при підвищенні температури; Змінюється їх концентрація при нагріванні провідника. Досвід показує, що при не дуже високих і не дуже низьких температурах залежності питомого опору і опору провідника […]...
- Послідовне з’єднання При послідовному з’єднанні провідників кінець кожного провідника з’єднується з початком наступного за ним провідника. Розглянемо два резистора R1 і R2, з’єднаних послідовно і підключених до джерела постійної напруги U (рис. 3.39). Нагадаємо, що позитивна клема джерела позначається більш довгою рисою, так що струм в даній схемі тече за годинниковою стрілкою. Сформулюємо основні властивості послідовного з’єднання […]...
- Від чого залежить опір Сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на ньому. Це означає, що зі збільшенням напруги збільшується і сила струму. Однак при однаковій напрузі, але використанні різних провідників сила струму різна. Можна сказати по-іншому. Якщо збільшувати напругу, то хоча сила струму і буде збільшуватися, але скрізь по-різному, в залежності від властивостей провідника. Залежність сили струму від […]...
- Закон збереження зарядів Енергія не єдине в природі, що підкоряється закону збереження. До числа законів збереження, які Ричард Фейнман називав великими, крім уже відомих нам законів збереження енергії та імпульсу, відноситься також закон збереження електричних зарядів. Існує повний електричний заряд ізольованої системи, який при будь-яких змінах залишається постійним. Коли ви втрачаєте заряд в одному місці, він завжди виявляється […]...
- Електрорушійна сила і напруга джерела електричної енергії При з’єднанні провідником двох різнойменно заряджених тіл а і б (рис. 11, а), т. Е. Таких тіл, між якими діє деяка різниця потенціалів, вільні електрони в цих тілах і в сполучному провіднику прийдуть у рух і виникне електричний струм. Цей струм буде протікати по провіднику до тих пір, поки потенціали обох тіл не стануть рівними. […]...
- Електрична ємність провідника З’ясуємо, як залежить потенціал провідника від повідомлену йому заряду. Насадимо металева куля на стрижень розташованого далеко від можливих джерел поля і провідників електрометрії, корпус якого заземлений. Будемо поступово збільшувати заряд кулі (рис. 160, а). їм більше повідомлений йому заряд, тим більше потенціал кулі (рис. 160, б), т. е. потенціал провідника прямо пропорційний його заряду. Отже, […]...
- 2 види електричних зарядів Прості досліди з електризації різних тіл ілюструють наступні положення. Існують заряди двох видів: позитивні (+) та негативні (-). Позитивний заряд виникає при терті скла об шкіру або шовк, а негативний – при терті бурштину (або ебоніту) об вовну; Заряди (або заряджені тіла) взаємодіють один з одним. Однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні заряди притягуються; Стан електризації […]...
- Провідники в електричному полі Провідниками називаються речовини, в яких є значна кількість вільних зарядів, тобто таких зарядів, які можуть без витрати енергії переміщатися по всьому провіднику. Це метали, електроліти та іонізовані гази. У металах вільними зарядами є електрони, які переміщаються між вузлами кристалічної решітки, утвореної іонами металу. Ці вільні електрони утворюють так званий електронний газ. Вони беруть участь в […]...
- Електроємність. Одиниці електроємності. Конденсатор Припустіть, за якої умови можна накопичити на провідниках великий електричний заряд. При електризації двох провідників між ними з’являється електричне поле і виникає різниця потенціалів (напруга). Зі збільшенням заряду провідників електричне поле між ними посилюється. У сильному електричному полі можливий так званий пробою діелектрика: між провідниками проскакує іскра, і вони розряджаються. Чим менше збільшується напруга і […]...
- Електрична провідність різних речовин У цій главі ви познайомитеся з фізичними процесами, які зумовлюють проходження струму в різних середовищах. Як рухаються електрони в металевому провіднику, коли в ньому немає електричного поля? Як змінюється рух електронів, коли до металевому провіднику прикладають напругу? Електричний струм проводять тверді, рідкі та газоподібні тіла. Чим ці провідники відрізняються один від одного? Ми познайомилися з […]...
- З’єднання з Землею Ми вже знаємо, що при з’єднанні з Землею стержня зарядженого електроскопа він повністю розряджається і його листки опадають. Те ж саме відбувається і з будь-яким іншим провідним тілом: для того щоб його можна було зарядити, воно обов’язково повинно бути ізольоване від Землі, і, навпаки, після з’єднання зарядженого провідника із Землею навколо нього перестають спостерігатися всякі […]...
- Електронно-дірковий перехід – коротко Ізольований кристал n-типу електрично нейтральний, сума позитивних і негативних зарядів у ньому дорівнює нулю. Кількість атомів, що позбулися одного електрона і перетворилися на позитивні іони, суворо дорівнює кількості відірвалися від атомів електронів. Чим вища температура, тим більше утворюється вільних електронів. Позитивні іони знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Також електрично нейтральний і ізольований кристал р-типу. Однак […]...