Замкнутая проводящая оболочка
В состоянии
электрического равновесия в проводнике
нет ни поля ни заряда. Значит, не нарушая
равновесия, из проводника можно удалить
практически все вещество, оставив тонкий
поверхностный слой, т.е. проводящая
оболочка обладает свойством
экранирования: ни
внешнее поле, ни поверхностные заряды
проводника не создают внутри него
электрическое поле.
Это свойство лежит в основе электростатической защиты приборов от внешних полей.
Пусть
в проводящей оболочке находится система
зарядов qi,
причем
и все наружное пространство заполняет
проводник. В состоянии равновесия в нем
нет движения зарядов, а значит нет поля,
т.е. можно отсечь все вещество проводника,
кроме тонкого поверхностного слоя.
Согласно теореме Гаусса это означает, что заряд +q индуцирует на внутренней поверхности проводника распределенный заряд –q.
При этом сумма зарядов внутри любой замкнутой поверхности, заключающей в себе полость, равна нулю. Итак, замкнутая проводящая оболочка разделяет все пространство на две электрически независимые друг от друга части: внутреннюю и внешнюю. При любом перемещении зарядов в одной из частей никакого изменения поля и перераспределения зарядов в другой не происходит.
Электроемкость уединенного проводника
Из опытов
известно, что заряд проводника
пропорционален его потенциалу
, где
- электроемкость
- фарад.
С зависит от формы и размеров проводника и численно равна заряду, который
необходимо сообщить проводнику для увеличения его потенциала на 1 В.
Емкость Земли
мФ.
Конденсатор
Если проводник несет заряд +q и не уединен, то его поле индуцирует заряды на поверхности соседних с ним тел. Эти заряды уменьшают потенциал данного проводника, что приводит к увеличению его емкости.
Конденсатор – система из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика,
предназначенная для накопления и хранения заряда.
Проводники (обкладки конденсатора) располагают близко друг к другу, поэтому поле сосредоточено между ними и за пределами конденсатора практически отсутствует.
Линии напряженности поля начинаются на положительно заряженной обкладке и заканчиваются на отрицательно заряженной.
Основная
характеристика конденсатора – емкость
,
где q
– заряд положительной обкладки; U
– разность потенциалов (напряжение)
между обкладками.
Емкость плоского конденсатора
Напряженность
поля в конденсаторе
,
где q
–заряд положительной обкладки, S
– площадь обкладки.
.
Тогда (без учета
краевых эффектов) емкость
Электрическое поле в диэлектрике
Диэлектрики:
1) не проводят ток (нет свободных носителей заряда);
2) в зависимости от внутреннего строения бывают:
а) полярные – обладают собственным дипольным моментом (центры «тяжести»
«+» и «-» зарядов не совпадают ).
б) неполярные – не обладают собственным дипольным моментом(центры
«тяжести» «+» и «-» зарядов совпадают ).