GetAClass - физика и здравый смысл

#физика

Тема нашего нового ролика по электростатике — электрическое поле вокруг проводников. И здесь можно почти без использования математики доказать несколько общих утверждений, справедливых для любых проводников в состоянии электростатического равновесия, каковы бы ни были заряды на этих проводниках и каковы бы ни были внешние поля. При этом теория разделяется на две существенно разные части.

В первой, исходя из самого определения проводника, доказывается, что электрическое поле внутри проводника отсутствует, так что весь проводник находится под одним потенциалом. Отсюда следует, что в полостях внутри проводника, не содержащих электрических зарядов, поле также равно нулю. Поэтому даже металлическая сетка очень хорошо экранирует внешние электрические поля. А на поверхности проводника силовые линии электрического поля всюду перпендикулярны этой поверхности, соответственно, эквипотенциали вблизи поверхности параллельны ей.

А вот для того, чтобы разобраться с распределением зарядов в проводнике, необходимо напрямую использовать закон Кулона или, что гораздо удобнее, теорему Гаусса, о которой у нас есть отдельный ролик. Из теоремы Гаусса следует, что внутри проводника избыточных зарядов нет, и заряды могут находиться только на его поверхности, при этом напряжённость электрического поля пропорциональна поверхностной плотности зарядов.

Разобравшись с теорией, можно и к эксперименту приступить.

И тут мы измеряем плотность поверхностного заряда и показываем, что напряжённость электрического поля растёт с уменьшением радиуса кривизны поверхности. В случае острий с малым радиусом кривизны напряжённость поля вырастает настолько, что наступает электрический пробой окружающего воздуха. Эти результаты объясняются с помощью простой модели двух шаров, соединённых проводом.

Когда проводник помещён во внешнее электрическое поле, в нём происходит разделение зарядов, которое приводит к увеличению напряжённости поля на поверхности проводника. Разобраться в этом нам помогают картины силовых линий электрического поля и его эквипотенциалей, построенные в разных программах моделирования. А ещё возникает интересный вопрос по поводу работы молниеотвода, на который вам наверняка будет интересно ответить!

Смотрите наш ролик «Электрическое поле вокруг проводников» и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.

[Поддержите нас]

YouTube

Электрическое поле вокруг проводников

В ролике доказываются основные утверждения об электрическом поле вокруг проводников, и на опыте демонстрируется увеличение напряжённости электрического поля вблизи острий.

Выпуск создан при поддержке современной обучающей платформы «Точка знаний». Онлайн…

www.group-telegram.com/cn/getaclass_channel.com/727

3.4K viewsedited  Dec 3 at 08:32

#физика

Тема нашего нового ролика по электростатике — электрическое поле вокруг проводников. И здесь можно почти без использования математики доказать несколько общих утверждений, справедливых для любых проводников в состоянии электростатического равновесия, каковы бы ни были заряды на этих проводниках и каковы бы ни были внешние поля. При этом теория разделяется на две существенно разные части.

В первой, исходя из самого определения проводника, доказывается, что электрическое поле внутри проводника отсутствует, так что весь проводник находится под одним потенциалом. Отсюда следует, что в полостях внутри проводника, не содержащих электрических зарядов, поле также равно нулю. Поэтому даже металлическая сетка очень хорошо экранирует внешние электрические поля. А на поверхности проводника силовые линии электрического поля всюду перпендикулярны этой поверхности, соответственно, эквипотенциали вблизи поверхности параллельны ей.

А вот для того, чтобы разобраться с распределением зарядов в проводнике, необходимо напрямую использовать закон Кулона или, что гораздо удобнее, теорему Гаусса, о которой у нас есть отдельный ролик. Из теоремы Гаусса следует, что внутри проводника избыточных зарядов нет, и заряды могут находиться только на его поверхности, при этом напряжённость электрического поля пропорциональна поверхностной плотности зарядов.

Разобравшись с теорией, можно и к эксперименту приступить.

И тут мы измеряем плотность поверхностного заряда и показываем, что напряжённость электрического поля растёт с уменьшением радиуса кривизны поверхности. В случае острий с малым радиусом кривизны напряжённость поля вырастает настолько, что наступает электрический пробой окружающего воздуха. Эти результаты объясняются с помощью простой модели двух шаров, соединённых проводом.

Когда проводник помещён во внешнее электрическое поле, в нём происходит разделение зарядов, которое приводит к увеличению напряжённости поля на поверхности проводника. Разобраться в этом нам помогают картины силовых линий электрического поля и его эквипотенциалей, построенные в разных программах моделирования. А ещё возникает интересный вопрос по поводу работы молниеотвода, на который вам наверняка будет интересно ответить!

Смотрите наш ролик «Электрическое поле вокруг проводников» и не забывайте ставить лайки!

P.S. По этой ссылке можно найти ролик на других платформах.

[Поддержите нас]

BY GetAClass - физика и здравый смысл