A töltés eloszlása a karmester
Láttuk, hogy a felület a vezeték, mind a semleges, mind töltéssel, jelentése ekvipotenciális felületet (§ 24), és a térerősség belsejében a vezető nulla (§ 16). Ugyanez vonatkozik az üreges vezető: a felületéről az ekvipotenciális és a helyszíni üregben nulla, bármennyire töltöttünk karmester, kivéve persze, az üregben nem különítjük el a karmester töltött testek.
Ábra. 53. A tapasztalat Faraday
Ábra. 54. módosítása tapasztalat Faraday. Metal ketrec felszámolásra. Papírlapok eltérni kívül, jelezve a jelenlétét egy töltést a külső felületeken a cella falak. A sejtek belsejében nincs díj, papírlapokat nem térnek
Ábra. 55. Vizsgálat töltés eloszlása a vezeték révén az 1 teszt 2 lemez üregben felelős vezetőt kérte
levelek. Ez azt mutatja, hogy az elektromos mező létezik, csak a tér között, a sejt és a környező tárgyak, azaz a sejten kívül ..; ugyanabban a sejtben mező hiányzik. Amikor a töltés bármilyen vezeték díjak abban elosztva úgy, hogy az elektromos mező belsejében eltűnik, és a potenciális különbség bármely két pont között nulla. Lássuk, hogyan kell csinálni a díjakat kell befogadni.
Töltse fel az üreges vezeték, például egy szigetelt üreges labdát 1 (ábra. 55), amelynek egy kis lyuk. Vegyünk egy kis fémlemez 2 szerelt szigetelő nyél ( „teszt lemez”) érintőképernyős minden olyan helyet külső felülete a labdát, majd érintkezésbe hozzuk egy elektroszkóp. Elektroszkóp lapok eltérnek egy bizonyos szögben, ami azt jelzi, hogy a vizsgálati lemezt érintkezik a labdát töltésű. Ha azonban érintjük a vizsgálati lemez belső felülete a labdát, a lemez marad töltés, nem számít, mennyire volt betöltve labdát gyűjtött díjak csak a külső felületén a karmester, de belül ez lehetetlen. Sőt, ha előre betölteni teszt lemez, és ez érinteni fogja a belső felületén a vezető, az egész töltés fog múlni, hogy ezt a vezetéket. Ez akkor fordul elő, függetlenül attól semmilyen díjat már volt a karmester. A 19. § azt részletesen ezt a jelenséget. Tehát, egy egyensúlyi állapotban díjak vannak elosztva csak a külső felülete a karmester. Természetesen, ha megismételjük üreges vezető tapasztalat, ábrán látható. 45, utalva a végéig vezető drót, ami a elektrométer, akkor láthatjuk, hogy a teljes felületen a vezető, mind a külső és a belső, egy felszíni épület: a töltés eloszlása külső felülete mentén a vezető az eredménye egy elektromos mező. Csak akkor, ha az összes díjat fog mozogni, hogy a felület a vezeték, egyensúly jön létre, azaz a. E. A térerő belsejében a vezeték válik nullával egyenlő, és az összes kifejezések vezető (a külső felülete és belső felülete fém szempontjából vastagság) lesz ugyanazon a potenciálon van.
Ily módon az áramvezető felületet teljesen megvédi a területen, ami körülveszi azt, az intézkedés az elektromos mező által termelt díjak található a felszínen, vagy azon kívül. külső erővonalak megszüntetheti a felületen, a vezető réteg, nem tudnak átadni, és a belső üreg mentes pályán. Ezért az ilyen fémfelületek nevezzük elektrosztatikus védelmet. Érdekes megjegyezni, hogy még a felület készült fém háló, védhető, ha kellően sűrű rács.
31.1. A központban az üreges gömb szigetelt fémbetét. Ne eltérített töltött bob felfüggesztett egy selyem szál, és kikerülnek a labdát? Szétszerelni részletesen, hogy mi történik. Mi történik, ha a labda földelt?
31.2. Miért lőportár védelme a villámcsapás körül minden oldalról földelt fém rács? Miért vezetünk egy ilyen épületben vízvezetékek is ki kell jól megalapozott?
Az a tény, hogy a díjak vannak elosztva a külső felületén egy karmester, gyakran használják a gyakorlatban. Ha arra van szükség, hogy át egy egész felelős a vezeték a elektroszkóp (vagy elektrométere), azután a elektroszkóp lehetséges zárt fém üregbe és egy feltöltött vezető van bevezetve az üregbe. A karmester lesz teljesen lemerült, és minden töltés megy elektroszkóp. Ez az eszköz tiszteletére Faraday úgynevezett „Faraday pohár”, mivel a gyakorlatban ez az üreg leggyakrabban végzett formájában fémhenger. Van használt ingatlan Faraday hengert (csésze) a kísérletben ábrán látható. 9. és részletesen kifejtette a 19. §.
Van de Graaf azt javasolta, hogy a tulajdonságok a Faraday henger nagyon nagy feszültséggel. Az elv a keresete a generátor ábrán látható. 56. A végtelenített 1 heveder bármely szigetelő anyagból, mint például a selyem, útján a motor mozog két görgő és az egyik végét megy belül az üreges izolált földfém labdát 2. Kívül a labdát egy kefével öv 3 van töltve a forrás, például az akkumulátor vagy elektromos gép 4, a feszültség 30-50 kV a Földhöz képest, ha a második pólus az akkumulátor vagy az autó földelt. Az edényben 2 a töltött részét a szalag érintés ecset 5, és teljesen, hogy a labda a töltés, amely most újra elosztják a külső felülete a labdát. Ennek köszönhetően, semmi sem akadályozza a folyamatos díj átadása a labdát. A feszültség a labdát, a 2. és a föld folyamatosan növekszik. Így lehetséges a feszültség több millió voltot. Ezeket a gépeket használtak fel a kísérletek atomhasadás magok.
Ábra. 56. Az elv a készülék a Van de Graaff
Annak érdekében, hogy válaszoljon a kérdésre, a töltés eloszlása a karmester, tisztáznunk kell néhány tulajdonságát az erővonalak az elektrosztatikus mező. Emlékezzünk, hogy a erővonal az elektromos mező (beleértve az elektrosztatikus) - egy képzeletbeli vonal a térben tartott úgy, hogy egy tangens hozzá minden ponton egybeesik a vektor az elektromos mező ezen a ponton. A tapasztalat tanulmányozása elektrosztatikus mezők ad okot arra következtetni, hogy az erővonalak a mezők folyamatos és nem zárt, akkor csak akkor indul be a pozitív töltések és a végén csak a negatív, és nem kezdődhet (vége) egy pontot a térben, ahol nincsenek díjakat. A grafikus ábrázolása a mező egy töltési rendszert, a sorok száma erő kezdeményező vagy a lezáró bármely díjat, arányos a modul e díj. Ebből következik, hogy a töltés bármely feltétlenül hagyja (vagy tartalmazza) távvezeték.
Azok után, amit már mondott a távvezetékek térni arra a kérdésre, az elosztó a díj egy karmester. Isolate mentálisan tetszőleges elegendően kis térfogatú # 916; V belsejében a vezető (1. ábra). Tegyük fel, hogy ez a kötet a díj (pontosabban, pozitív). Ezután a kiválasztott kötet kilép a vezetéket, azaz. E. közeli elektromos mező létezik. De a területen belül a vezető van. Ezért egy külön hangerő semlegesnek kell lennie. És mivel ez a kötet által hozott nekünk egy tetszőleges helyen belül a vezető, akkor lehetséges, hogy azt állítják, hogy a „belső” semleges vezeték, és így a teljes tárolt töltés annak vezető felületén.
Ha a vezető kerül egy külső elektrosztatikus mezők vagy töltés, a díjak a vezetőre jár elektrosztatikus mező, ahol elkezdenek mozogni. Mozgó terhek (áram) addig folytatódik, amíg, amíg egy egyensúlyi töltéseloszlásbeli ahol az elektrosztatikus mező belsejében vezető eltűnik. Ez történik egy nagyon rövid idő alatt. Sőt, ha a mező nem nulla, akkor a karmester volna meg szabályos mozgását a töltés veszteség nélkül energiát külső forrásból, ami ellentmond a törvény az energiamegmaradás. Így a térerősség minden ponton belül vezető nulla:
A hiánya területén belül áramvezető eszköz szerinti (85,2), hogy a potenciális minden ponton belül a vezeték konstans (J = const), m. E. A felületi elektrosztatikus tér vezető egy ekvipotenciális (lásd. § 85). Ebből következik, hogy a vektor a területen a külső felületén a vezető normális, hogy minden egyes pontja a felületének. Ha ez nem így lenne, az intézkedés alapján a tangenciális komponens E kezdene tölteni a vezető felületére turn-schatsya hogy viszont ellentétes lenne az egyensúlyi töltés eloszlása.
Ha vezeték bejelentett néhány Q töltésű, a kompenzált díjak mindössze a vezető felületén. Ez közvetlenül következik a Gauss-tétel (89,3), amely szerint a Q töltésű, belül a vezető egy által határolt térfogaton egy tetszőleges zárt felület megegyezik
mivel minden pont a felületen belül D = 0.
Most találtunk összefüggést az intenzitást E területen a felszín közelében a töltött-CIÓ a karmester és a felületi töltés sűrűség s felületén. Erre a célra a Gauss-tétel alkalmazható egy végtelenül henger DS bázisok. metszik yuschemu átnyúló vezető - szigetelő. A henger tengelye van tájolva mentén vektort E (ábra. 141). Takarmány elektromos elmozdulásvektorból belsején keresztül tsilind-felszíni-paraméter értéke nulla, mivel a belső vezető E1 (és így D1) nulla, így az áramlás vektor D egy zárt hengeres felület meghatározott csak átfolyik a külső henger bázis. Co-nyilvánosan Gauss-tétel (89,3), ez az áramlás (D DS) az összege díjak (Q = s DS), a felület lefedettségből-Vai: D DS = s DS azaz
ahol e - dielektromos állandója körülvevő közeg karmester.
Így, az elektrosztatikus térerő a felszínen a nick határozza meg a huzal felületi töltéssűrűség. Belátható, hogy a korom-könyv (92,2) beállítja az intenzitása az elektrosztatikus mező közelében a vezető felületére bármilyen alakú.
Ha egy külső elektrosztatikus mező, hogy nullavezető, majd a szabad töltések (elektronok, ionok) fog mozogni: Pozitív - a területen, negatív - ellen mező (ábra 142, a.). Egyik végén a vezeték lesz Scapa Lebanon többlet pozitív töltés a másik - negatív felesleges. Ezek a díjak nazyvayutsyaindutsirovannymi. Ez fordul elő, amíg a térerősség belsejében a vezetőt nullává válik, és a feszült-ség vonal vezeték - merőleges felületére (ábra 142, b.). Így a nullavezető tartalmazza az elektrosztatikus mező szüneteiben a feszültség vonalak; a végén a negatív indukált töltés és újra kezdődik a pozitív. Az indukált díjak vannak elosztva a külső felülete a karmester. A jelenséget a újraelosztása felületi töltések karmester egy külső elektrosztatikus mező úgynevezett elektrosztatikus indukció-cal.
Ábra. 142 b indukált jelennek meg a terhelések a vezeték miatt elmozdulás által a területen, azaz. E. S a felületi sűrűsége előfeszített-Ness díjakat. A (92.1), a villamos elmozdulás D közel a vezeték számszerűen egyenlő a felületi sűrűsége a eltolódott töltés. Ezért, a vektor D luchil neve elektromos elmozdulásvektorból.
Takkak egyensúlyban belül a vezeték díjak hiányoznak, a create-beállított, az üregen belül nem befolyásolja a elrendezése konfigurációját díjak, és ezáltal az elektrosztatikus mező. Következésképpen, a mező az üregben lesz hiányában-frissíteni magukat. Ha most a földvezető amelynek ürege, a potenciális minden pontján az üreg nulla, azaz a. E. Az üreg teljesen el van szigetelve a befolyása a külső elektrosztatikus mező. Ennél osnovanaelektrostaticheskaya védő-ta - árnyékolás szervek, mint például műszerek, a befolyása a külső elektrosztatikus mező. Ahelyett, hogy egy szilárd vezeték védelmére sűrű fém háló lehet használni, ami egyébként hatásos jelenlétében nemcsak állandó, hanem a váltakozó elektromos mezők.
Az ingatlan díjak találhatók külső felületén a vezető használt ustroystvaelektrostaticheskih generátorok szánt felhalmozási bo-lshih díjak és elérnék a potenciális különbség több millió voltot. Az elektrosztatikus generátor által kitalált amerikai fizikus R. Van de Graaff (1901-1967), áll, gömb alakú, üreges 1 vezető (ábra. 143), összevont on-szigetelők fogságban 2. Mozgó zárt öv 3. Gumiszövetes töltése a feszültségforrás egy éles rendszer 4 kapcsolódik az egyik pólusa a forrás, a második pólusa amely földelt. Földelt tartály 5 növeli a költségeket elvezetését a sziget a szalagon. Egy másik rendszer a tippeket 6 eltávolítja a díjakat a szalagot, és továbbítja azokat az üreges labdát, és adja át a felületén. Tehát egy nagy területet át fokozatosan díjat és a potenciál-különbség érhető el több millió voltot. Elektrosztatikus generátorok használnak nagyfeszültségű részecskegyorsítók, valamint a gyengeáramú nagyfeszültségű technológia.