Эл-е поле проводников. Заряж-й проводник. Гладкая поверхность заряж-го проводника непременно явл-ся поверхностью постоянного потенциала. Это следует из самого опред-я потенциала, как хар-ки потенциальной энергии системы зарядов. Очевидно, что избыточные заряды расходятся по поверхности гладкого проводника с одной σ, а раз так, то потенц-я энергия любой произвольной области на поверхности проводника будет постоянной. Электрическое поле E, равное -gradφ, должно быть перпендикулярным к поверхности в каждой ее точке. Разности потенциалов м/у полюсами нет, а след-но внутри поле отсутствует. На поверхности - скачок потенциала. Проводник во внешнем эл-ком поле. Полож-е ионы увлекаются полем в одном направлении, а отриц-е - в противоп-м направлении. Заряды не могут уйти дальше поверхности. Скопившись около нее, они начинают сами создавать внутри тела эл-кое поле, которое будет стремиться уничтожить первоначальное поле. Движение зарядов будет продолжаться, пока не произойдет полная компенсация поля внутри проводника. Так как этот эффект характерен для всех проводников (происходит ”автоматически”), то мы должны рассматривать только поверхность проводника когда имеем дело с внешнем полем. Полый проводник во внешнем поле. Если в пространстве внутри полого проводника любой формы нет зарядов, то эл-кое поле в нем равно нулю. Это теорема электростатики и ее содержание вытекает из условия Лапласа и формулы Пуассона. Прикладное применение этого утверждения явл-ся основой для электрозащиты. Это св-во проводников держать (аккумулировать) энергию поля на своей поверхности и около нее используется в виде системы проводников (от двух и более) - расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Такие системы получили название конденсаторов (по аналогии - конденсация, выделение зарядов из объема). Количественной оценкой способности их аккумулировать эл-cкую энергию, явл-ся их электроемкость, которая в общем виде представляется как C=Q/∆φ и явл-ся постоянной величиной для фиксированной системы проводников. Постоянный эл-cкий ток. Сила тока. Эл-ким током наз-ют движение эл-ских зарядов, обладающее св-вом упорядоченности. Полож-е заряды перемещаются по полю, отриц-е - против. Такой ток (под действием эл-кого поля и в проводнике) называется током проводимости. Если в пространстве перемещается заряженное макроскопическое тело, то возникает тоже ток, но этот ток наз-ся конвекционным. За полож-е направление тока условно принимают движение полож-х зарядов. Количественной мерой эл-кого тока служит I=dQ/dt - скалярная физ-я величина. Ток, сила и направление которого не изменяются во времени, называют постоянным: I=Q/t. Плотность тока. Заряды в произвольном объеме ∆V движутся с различными скоростями, но само движение приводит к переносу самого заряда в направлении скорости. Интенсивность этого переноса характеризуется плотностью тока: j=1/∆V*∑∆veiυi. Полож-е и отриц-е заряды создают каждый свою плотность: j=j(+)+j(-). Обычно эти две формы представляются в виде j=ρυ, где ρ и υ - объемная плотность и скорость зарядов с учетом знаков. Физическая величина, определяемая силой тока, проходящей ч/з единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярно направлению тока: j=dI/dS, dI=jdS. За время dt ч/з поперечное сечение проводника переносится заряд dQ=ne<υ>Sdt, где e - заряд электрона; n - концентрация носителей тока; <υ> - средняя упорядоченная скорость носителей тока. Тогда: I=n|e|<υ>, а плотность тока: j=n|e|<υ>. Направление вектора j опред-ся <υ>. Сила тока определяется потоком вектора j сквозь произвольную поверхность S, dS=dSn где n, - единичный вектор нормали к площадке dS, а dS - площадка в пространстве, ориентированная определенным образом.
№12
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.