Зв'язок між напруженістю поля в поверхні провідника й поверхневою густиною заряду

Розподіл заряду в провіднику.

Тема 9. Провідник в електричному полі.

Провідник в електричному полі (2 год.)

Мета: Навчитись визначати заряди тіл. Вивчити закон збереження зяряду.

План 1. Розподіл заряду. Електричне поле біля поверхні провідника. 2. Енергія системи зарядів, провідника, конденсатора. 3. Енергія електричного поля. 4. Об’ємна густина енергії  

1. Вільні заряди в провіднику здатні переміщатися під дією як завгодно малої сили. Тому для рівноваги зарядів у провіднику повинні виконуватися наступні умови: 1. Напруженість поля усередині провідника повинна дорівнювати нулю , тому що т.е. тобто потенціал усередині провідника повинен бути постійним.

2. Напруженість поля на поверхні провідника повинна бути перпендикулярна поверхні

Отже, поверхня провідника при рівновазі зарядів є еквіпотенціальною.

При рівновазі зарядів ні в якому місці усередині провідника не може бути надлишкових зарядів – усі вони розподілені по поверхні провідника з деякою густиною σ.

Розглянемо замкнену поверхню у формі циліндра твірні поверхні якого перпендикулярні провіднику. На поверхні провідника розташовані вільні заряди з поверхневою густиноюσ.

Так як усередині провідника зарядів немає, то потік

через поверхню циліндра усередині провідника дорівнює нулю. Потік через верхню частину циліндра поза провідником по теоремі Гауса рівний

тобто вектор електричного зсуву дорівнює поверхневої густині вільних зарядів провідника або

2. При внесенні незарядженого провідника в зовнішнє електростатичне поле вільні заряди почнуть переміщатися: позитивні - по полю, негативні – проти поля. Тоді з однієї сторони провідника будуть накопичуватися позитивні, а з іншого негативні заряди. Ці заряди називаються ІНДУКОВАНИМИ. Процес перерозподілу зарядів буде відбуватися доти, поки напруженість усередині провідника не стане рівною нулю, а лінії напруженості поза провідником перпендикулярні його поверхні. Індуковані заряди з'являються на провіднику внаслідок зсуву, тобто є поверхневою густиною зміщених зарядів і тому що то тому назвали вектором електричного зсуву.

Дата добавления: 2014-01-05