§ 12. 11 Elektrostatik maydondagi o'tkazgichlar Supero'tkazuvchilar

§ 12.11 Elektrostatik maydondagi o'tkazgichlar


Supero'tkazuvchilar - bu elektr tokini o'tkazishga qodir bo'lgan va shuning uchun erkin zaryadlangan zarralarni o'z ichiga olgan moddadir .. Supero'tkazuvchilarga metallar, elektrolitik suyuqliklar va plazma kiradi.
Elektrostatikada o'tkazgichdagi barcha zaryadlar tinch holatda bo'lgan holat ko'rib chiqiladi (elektrostatiklik holati).
Bir hil metall o'tkazgichlarning asosiy elektrostatik xususiyatlarini ko'rib chiqing.

1. 
   Bir xil zaryadlangan o'tkazgich ichida elektrostatik maydon yo'q. Agar bunday bo'lmasa, maydon ta'sirida zaryadlar harakatlana boshlaydi. Ammo bu elektrostatiklik shartiga zid keladi.
   
2. 
   Zaryadlanmagan o'tkazgich tashqi elektrostatik maydonga qo'yilganda, elektrostatik induksiya hodisasi kuzatiladi - o'tkazgichning qarama-qarshi tomonlarida turli belgilardagi elektr zaryadlarining paydo bo'lishi.
   

Elektrostatik induksiya hodisasi quyidagicha izohlanadi. Metall o'tkazgichlarda erkin zaryadlar mavjud bo'lib, ular tananing butun hajmi bo'ylab erkin harakatlana oladi (12.29-rasm). Bunday o'tkazgich elektr maydoniga kiritilganda, bu zaryad tashuvchilar harakatlana boshlaydi: vektor yo'nalishi bo'yicha ijobiy E ₀ , salbiy - teskari yo'nalishda (12.30-rasm, a). Supero'tkazuvchilar yuzasi, ular to'planib, salbiy zaryadga ega bo'ladi, aksincha, ijobiy zaryad oladi (u qolgan musbatlar tomonidan yaratilgan ). Induktsiyalangan zaryadlar maydoni tashqi maydonga qarama-qarshi yo'naltirilgan (12.30-rasm, b).
Supero'tkazuvchilardagi musbat va manfiy zaryadlarning ajralish jarayoni o'tkazgich ichidagi ushbu zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon tashqi maydonni to'liq qoplamaguncha sodir bo'ladi. Shunday qilib, elektrostatik maydonga kiritilgan neytral o'tkazgich kuchlanish chiziqlarining bir qismini buzadi; ular manfiy induksiyalangan zaryadlar bilan tugaydi va yana musbat zaryadlardan boshlanadi. Elektrostatik induktsiyaning natijasi o'tkazgich ichidagi elektrostatik maydonning yo'qolishi bo'lib, u ahamiyatsiz vaqt davomida mavjud bo'lishni boshqaradi (12.30-rasm, c).

1. 
   Supero'tkazuvchilar ichida elektr zaryadi yo'q; o'tkazgichning elektrlashtirish paytida olgan barcha statik zaryadi faqat ma'lum bir zichlikdagi s bilan uning yuzasida joylashgan bo'lishi mumkin. Bu xususiyat, agar o'tkazgich zaryadlangan bo'lsa, unda qandaydir belgining ortiqcha zaryadi borligi bilan izohlanadi (12.31-rasm). Xuddi shu nomdagi zaryadlar qaytarilganligi sababli, ular imkon qadar ko'proq hajmni egallashga intiladi va barchasi o'tkazgich yuzasida bo'ladi. Bu to'g'ridan-to'g'ri Gauss teoremasidan kelib chiqadi, unga ko'ra ixtiyoriy yopiq sirt bilan chegaralangan ma'lum hajmdagi o'tkazgich ichida joylashgan q zaryadi tengdir.
   

(12.48)
chunki sirt ichidagi barcha nuqtalarda D = 0
Haddan tashqari zaryad ichi bo'sh o'tkazgichda xuddi qattiq holatda bo'lgani kabi taqsimlanadi, ya'ni. uning tashqi yuzasi bo'ylab.

2. 
   Agar o'tkazgichning ichida (zaryadlangan yoki tashqi maydonda joylashgan) bo'shliq bo'lsa, u holda bu bo'shliqning har bir nuqtasida elektrostatik maydon nolga teng.
   
3. 
   Supero'tkazuvchilarning tashqi yuzasidagi elektrostatik maydonning intensivligi ushbu sirtga perpendikulyar yo'naltiriladi. Agar bunday bo'lmasa , u holda o'tkazgich yuzasi bo'ylab yo'naltirilgan E _t maydonining tarkibiy qismi bo'lar edi . Ammo bu sirt oqimining paydo bo'lishiga olib keladi, bu statik holatda mumkin emas.
   
4. 
   Supero'tkazuvchilar ichidagi barcha nuqtalarda elektrostatik maydonning potentsiali bir xil qiymatga ega. Haqiqatan ham, o'tkazgich ichidagi mumkin bo'lgan juft nuqtalarni hisobga olgan holda va ularga munosabatni qo'llash ph ₁ - ph ₂ = E _z d , bu erda E _z har doim nolga teng bo'lsa, biz ph ₁ - ph ₂ = 0 ni olamiz. Shunday qilib, ph ₁ = ph ₂ , bu isbotlanishi kerak edi.
   

Supero'tkazuvchilar yuzasidagi har bir nuqta bir xil potentsialga ega. Shuning uchun o'tkazgichning tashqi yuzasi ekvipotensial deb aytishimiz mumkin.

5. 
   Elektr zaryadlari o'tkazgich yuzasiga shunday taqsimlanadiki, elektrostatik maydon o'tkazgichning chetlarida kuchliroq va uning chuqurliklarida zaifroq bo'ladi (12.32-rasm). Supero'tkazuvchilar yaqinidagi tartibsiz shakldagi o'tkazgichning ekvipotentsial sirtlari uning shaklini takrorlaydi, shuning uchun ular o'tkazgichning chetlari yaqinida zichroq bo'ladi va oluklar yaqinida chiqariladi. Ekvipotentsial yuzalar zichroq bo'lgan joylarda elektr maydon kuchliroq, kamdan-kam bo'lsa, bu maydon kuchsizroq bo'ladi.