Идеальные проводники

Физика > Идеальные проводники

 

Узнайте, что называют идеальным проводником, его характеристики и условия. Читайте определение проводника, электрического поля, плотности потока, сопротивление.

Идеальный проводник способен существовать только в теории, потому что обладает идеальными характеристиками, упрощающими вычисления.

Задача обучения

• Сопоставьте проводимость и удельное сопротивление идеального проводника.

Основные пункты

• Проводимость в идеальном проводнике бесконечна (сопротивление = 0).
• Электрическое поле (E_tan) и плотность электрического потока (D_tan) должны достигать нуля.
• Плотности электрического потока и поверхностного заряда приравниваются. То есть, последний существует на поверхности проводника, а не внутри.
• Электрическое поле = 0.
• Распределение заряда зависит от формы, но потенциал на поверхности остается стабильным.

Термины

• Проводник – материал с перемещающимися электрическими зарядами.
• Плотность потока – мера потока жидкости, частиц или энергии на единицу площади.

Идеальный проводник можно отыскать исключительно в теории. Это формирование обладает идеальными характеристиками, которые значительно упрощают любые вычисления. То есть, нам не нужно учитывать отклонения. Идеальные свойства:

σ = ∞

Проводимость (σ) выступает обратной величиной к сопротивлению. В условиях идеального проводника она становится бесконечной, потому что сопротивление = 0. То есть, здесь необходимо минимальное напряжение, чтобы произвести крайне высокую силу тока. Принцип нулевого сопротивления напоминает нулевое трение.

E_tan = D_tan = 0

Электрическое поле (E_tan) и плотность электрического потока (D_tan) должны приравниваться к нулю. Дело в том, что все поля и потоки, касающиеся поверхности проводника, должны присутствовать и внутри него.

Если электрическое поле располагается внутри металла, то напряжение между двумя точками снижается вдоль поверхности. В идеальных условиях этого нет, так как влияет на бесконечность проводимости.

D_n = s

Нормальная к поверхности проводника плотность электрического потока равна плотности заряда на поверхности. Можно сказать, что заряд присутствует на поверхности, а не внутри проводника.

При идеальных условиях электрическое поле приравнивается к нулю. Все обвалы вдоль поверхности ведут себя одинаково и противостоят друг другу, поэтому суммирование = 0.

Ф_{поверхности} = постоянная.

Распределение заряда зависит от формы, но потенциал на поверхности всегда остается неизменным.

Из-за кривизны линии электрического поля расширяются и отделяются, увеличивая дистанцию от поверхности проводника. Поэтому заряды группируются вокруг искривленных участков

---