Reklama

موصل في مجال كهربائي

كما تعلمون, خصائص الموصلات هو, هم دائما لديهم عدد كبير من الهواتف حاملات الشحنة, t. هـ. الإلكترونات الحرة أو الأيونات.

داخل موصل هذه حاملات الشحنة, عموما, تتحرك بشكل عشوائي. إذا الموصل وقد حقل كهربائي, على الحركة الفوضوية من الناقلين المفروضة المنظم الحركة في اتجاه العمل من القوى الكهربائية. هذه حركة الاتجاه المحمول حاملات الشحنة في الموصل في الميدان هو دائما مثل هذا, في هذا المجال داخل الموصل تخفف. منذ عدد من الهواتف حاملات الشحنة في قائد عظيم (في 1 سم3 معدن يحتوي على حوالي 1022 الإلكترونات الحرة), حركتهم في إطار العمل الميداني ؟ , في حين الميدان داخل موصل لن تختفي تماما. معرفة المزيد, كما يحدث.

اسمحوا معدني موصل, تتكون من اثنين من ضغط محكم لكل أجزاء أخرى, توضع في خارجي المجال الكهربائي E (الأرز. 15.13). مجانا الإلكترونات في موصل هناك مجال القوة و1, توجه إلى اليسار, t. هـ. عكس المجال الكهربائي ناقلات. نتيجة انتقال الإلكترونات في إطار عمل هذه القوات في الطرف الأيمن من الموصل تحدث زيادة في الشحنات الموجبة, و على اليسار هو وجود فائض من الإلكترونات. ولذلك بين طرفي موصل هناك داخلية الميدان (مجال إزاحة التهم), التي على الأرز. 15.13 صورت في خطوط متقطعة. داخل موصل هذا المجال موجها نحو الخارج و على كل المتبقية داخل موصل الإلكترون الحر الأعمال مع القوة و2) لافتا إلى الحق.

القوة الأولى و1 أكثر قوة و2 و ما يترتب عليها من توجه إلى اليسار. ولذلك فإن الإلكترونات داخل موصل ما زالت تحول إلى اليسار, و الهامش الداخلي تدريجيا تعزيز. عند الطرف الأيسر من الموصل سوف تتراكم الكثير من الإلكترونات الحرة (أنها لا تزال ضئيلة من إجمالي عدد), السلطة و2 متساوية في القوة و1 و ما يترتب عليها من سوف يكون صفر. بعد ذلك المتبقية داخل موصل الإلكترونات الحرة سوف تتحرك بشكل عشوائي فقط. هذا يعني, مجال القوة داخل موصل صفر, t. هـ. في هذا المجال داخل الموصل قد اختفى.

لذا, عندما موصل يدخل المجال الكهربائي, أنه إذا كهرب, واحدة على نهاية يحدث إيجابي تهمة, و آخر — نفس حجم شحنة سالبة. هذه رسوم ساكنة تسمى كهرباء تحريض أو ثابت تأثير. ملاحظة, في هذه الحالة, توزيع, فقط رسوم موصل. لذا, إذا كانت هذه موصل إزالتها من الميدان, الإيجابية و السلبية التهم مرة أخرى موزعة بالتساوي في جميع أنحاء حجم موصل و كل هذا سوف يكون محايد كهربائيا.

من السهل التحقق من, على طرفي نقيض من موصل, كهرب من تأثير, حقا هناك عدد متساو من اتهامات علامة المقابلة. تقسيم هذا الدليل إلى قسمين (الأرز. 15.13) ومن ثم إزالتها من الميدان. الجمع بين كل جزء من موصل مع فصل electroscope, نتأكد, وهم متهمون. إذا كنت إعادة الانضمام إلى جزأين حتى, لذلك كانوا موصل واحد, نجد, ما التهم من تحييد. لذا, الاتصال التهم على كل أجزاء من الموصل متساوية في المقدار و مضاد له في التوقيع.

الوقت, فيه كهربة موصل تأثير, القليل, التوازن التهم على الموصل يحدث على الفور تقريبا. التوترات, لذا, و فرق الجهد داخل الموصل في كل مكان تكون تساوي الصفر. ثم عن أي نقطتين داخل موصل صحيح النسبة:

ϕ1‒ϕ2=0, ie. ϕ12

ولذلك, عند التوازن التهم على الموصل إمكانات جميع نقاطه نفس. هذا ينطبق أيضا على الموصل, كهرب عن طريق الاتصال مع مشحونة الجسم. اتخاذ إجراء مجال و مكان النقطة M على سطح الشحنة q (الأرز. 15.14). ثم في "مستكشف Windows" لفترة قصيرة هناك مجال, بينما في النقطة M هو الزيادة في رسوم. تحت تأثير هذا المجال التهمة توزع بالتساوي على كامل سطح الكرة, مما يؤدي إلى اختفاء الميدانية داخل موصل.

لذا, بغض النظر عن, كيف موصل كهرب, في التوازن التهم داخل موصل الميدان لا, وإمكانات جميع نقاط موصل هي نفسها (داخل, و على سطح موصل). في نفس الوقت خارج موصل كهرب, بالطبع, هناك, و خط التوتر العادي (عمودي) على سطح موصل. ويتضح من المنطق التالي. إن خط التوتر كان يميل إلى سطح موصل (الأرز. 15.15), القوة و, بناء على تهمة e في هذه النقطة على سطح, يمكن أن تتحلل إلى عناصر و1 و و2. ثم في إطار العمل من قوة و2, توجه على طول سطح, التهم سوف تتحرك على طول سطح موصل, ماذا لو التوازن التهم لا ينبغي أن يكون. ولذلك, عند التوازن التهم على سطح موصل هو متساوي الجهد سطح.

إذا كان الحقل داخل اتهم قائد مفقود, الحجمي الكثافة التهم في ذلك (كمية الكهرباء لكل وحدة حجم) في كل مكان يجب أن تساوي صفر. في الواقع, إذا في أي حجم صغير) الموصل كانت تهمة q, هو في هذا الحجم من شأنه أن وجود مجال كهربائي.

في نظرية الحقل ثبت, ما في حالة التوازن الزائدة المسؤولة مكهرب موصل على سطحه. هذا يعني, جميع المناطق الداخلية من هذا موصل يمكن إزالتها في موقع التهم على سطح لن يتغير شيء. على سبيل المثال, إذا قدم المساواة وتثير دولتين متساويتين في الحجم الانفرادي الكرة المعدنية, واحدة منها هي الصلبة, وغيرها من الجوف, الميدان حول الكرات سوف تكون هي نفسها. أن التجربة للمرة الأولى أثبتت م. فاراداي.

لذا, إذا جوفاء موصل موضوعة في مجال كهربائي أو بالكهرباء عن طريق الاتصال مع مشحونة الجسم, عندما توازن التهم الميدانية داخل تجويف غير موجود. ويستند هذا كهرباء الحماية. إذا كان أي أداة توضع في حالة المعادن, الخارجية الحقل الكهربائي إلى تخترق حال لن تكون, t. هـ. عمل و شهادة مثل هذا الجهاز يعتمد على توافر التغييرات الخارجية المجالات الكهربائية.

اكتشف الآن, كيف التهم على السطح الخارجي للموصل. تأخذ شبكة معدنية على اثنين من مقابض عازلة, التي لصقها الأوراق (الأرز. 15.16). إذا كنت مسؤول الشبكة ثم تمتد (الأرز. 15.16, و), أوراق على كلا الجانبين من شبكات سوف تختلف. إذا فليكس مش خاتم, نحن فقط تحيد يترك من خارج الشبكة (الأرز. 15.16, ب). إعطاء الشبكة مختلفة ينحني, يمكنك أن ترى, أن التهم التي تقع إلا على محدب جانب من السطح, و في تلك الأماكن, حيث السطح هو أكثر المنحني (أصغر نصف قطر انحناء), يتراكم المزيد من التهم.

لذا, الوحيد المسؤول توزع بشكل موحد على الموصل سطح كروي. للحصول على شكل تعسفي سطح موصل كثافة تهمة σ, لذا, و القوة الميدانية القريبة من سطح موصل هناك, أكثر انحناء سطح. لا سيما شحن عالية الكثافة على نتوءات و على حواف موصل (الأرز. 15.17). يمكنك التحقق من هذا, لمس التحقيق إلى نقاط مختلفة على موصل كهرب, ثم electroscope. موصل كهرب, أو توفير حادة نصيحة, سرعان ما تفقد شحنتها. ولذلك الموصل, على أي تهمة تريد حفظ لفترة طويلة, أن لا يكون قد أشار.

Reklama