Электрические поля и проводники

Физика > Электрические поля и проводники

Узнайте, какие есть проводники в электрическом поле. Читайте характеристики электрических проводников, линии заряда электрического поля, векторное поле.

Электрические поля с проводниками обладают несколькими уникальными характеристиками.

Задача обучения

• Вывести характеристику для электрических полей с проводниками.

Основные пункты

• Внутри заряженного проводника нет электрического поля. Дело в том, что заряды на его поверхности противостоят друг другу симметрично и суммируются к 0 в любых точках.
• Заряженные поверхности выравниваются перпендикулярно для достижения электростатического баланса. Если заряды не распространяются, то будут смещаться под влиянием своих же сил. В итоге, они окажутся в статическом равновесии.
• Кривизна на поверхности поля дает возможность поднять концентрацию заряда. Большая часть отталкивающих действует в противоположном направлении поверхности проводника.

Термины

• Равновесие – положение тела в состоянии покоя или равномерном передвижении, где все силы приравниваются к нулю.
• Векторное поле – конструкция, где каждая точка в евклидовом пространстве ассоциируется с вектором.

Электрическое поле – векторное поле вокруг объекта. Оно распределяется вокруг электрических зарядов и помогает вычислить направление и величину силы, оказываемую зарядом на ближайшую заряженную частичку.

Электрические проводники – материалы, где заряды могут перемещаться свободно. Именно поэтому им удается организовать ток. Если в электромагнитном поле появляется проводник, то можно отметить несколько интересных свойств:

• Внутри заряженного проводника нет электрического поля. В условиях электростатического баланса оно вмещает заряды только на внешней поверхности и не будет обладать электрическим полем внутри себя. Дело в том, что все заряды будут располагаться в симметрическом противостоянии, а чистый результат достигает 0.
• Заряженные поверхности выравниваются перпендикулярно к электрическим полям. Если проводник оказывается в условиях электростатического баланса, то электрическое поле выравнивается перпендикулярно по отношению к поверхности. Если бы присутствовала ненулевая параллельная, то заряд мог бы приложить силу и перемещаться. При балансе подобной силы не возникает.
• Благодаря кривизне на поверхности проводника можно повысить концентрацию заряда. Он не обязательно должен равномерно рассредоточиваться по поверхности проводника. Однако, чем больше изгиб, тем плотнее собирается заряд в этих участках, даже если проводник пребывает в электростатическом балансе. Заряды на изгибе отталкивают друг друга меньше, чем на ровной поверхности, потому что большая часть оказывается в направлении противоположном поверхности проводника.