Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Гармонические колебания Волновое уравнение Световые волны Законы геометрической оптики Классическая механика Элементы кинематики Динамика материальной точки Закон сохранения импульса Релятивистская динамика

9.9. Проводник в электрическом поле

Проводник?
Заряды в проводнике способны перемещаться по его объему под действием сколь угодно малой силы (свободные заряды).
Чаще всего эти заряды - электроны, у них:

Масса электрона очень мала, поэтому электроны перемещаются очень быстро.
Так, при Е = 1 В/м расстояние S = 1 м электрон пройдет в вакууме за

В проводнике, из-за столкновений с ионами, средняя дрейфовая скорость электронов порядка 1мм/с, но скорость распространения электрического поля с=3·10⁸ м/с.

9.9.1. Условия равновесия зарядов на проводнике

Равновесие - .
Внутри проводника

(объем проводника эквипотенциален)
На поверхности проводника на заряд может действовать сила, направленная по нормали к поверхности, т.е.
- на поверхности, сама поверхность (9.7), (9.8) - эквипотенциальная.

9.9.2. Проводник во внешнем электрическом поле

Мысленный опыт:

Однородное электрическое поле напряженностью

Мгновенно внесли в поле

металлический параллелипипед.
Электроны под действием силы

начинают двигаться против поля.

Через очень малое время часть электронов сместится к левой грани параллелепипеда, на правой - положительные ионы. Перераспределившиеся заряды создают поле E', направленное навстречу E₀. Когда величина E' сравняется с Е₀, тогда результирующее поле в проводнике E = E₀ - E' = 0, перераспределение электронов закончится.

9.10. Электроемкость уединенного проводника

Заряд q₁ создаЈт на уединЈнном проводнике потенциал φ₁.

Заряд q₂= 2q₁ создаЈт на том же проводнике потенциал φ₂= 2φ₁.

Значит,

Таким образом:

- постоянная для данного проводника величена.

С - электроемкость уединенного проводника.

Единица емкости - фарада, Ф.

9.11. Электроемкость конденсатора

Конденсатор - это два проводника, обычно плоской цилиндрической или сферической формы, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга. Проводники, обкладки конденсатора , заряжают разноименными зарядами, равными по абсолютной величине:

Емкость конденсатора:

9.11.1. Электроемкость плоского конденсатора
Плоский конденсатор - это две плоские пластины расположенные на небольшом
расстоянии друг от друга.
Поле плоского конденсатора было рассмотрено в разделе (9.4.4.2.)