Field Inside Conductors

Qbrodsky, Field inside conductor, CC BY-SA 4.0

Coulomb Law of Electrostatics

库仑定律的静电学指出,两个带电粒子之间的静电力成正比的产品费用的大小和它们之间的距离的平方成反比。力的方向是远离同种电荷的点粒子与粒子和指向对方。对法律的数学可以表示为,

$ $ mathrm {F = Kfrac {q_1q_2} {r ^{2}}帽子{r}} $ $

在那里,

K是比例常数$ mathrm {(8.9: ime: 10 ^ 9:纳米^ {2}:C ^ {2})} $

美元mathrm {q_1:, q_2} $点带电粒子的大小

r是带电粒子分离的距离

美元$ mathrm{帽子{r}}是单位向量指向沿线加入点粒子

本法不保持移动的带电粒子。当带电粒子开始移动,周围的电场开始扭曲空间收缩的结果。

这是一个相对论效应。此外,还将有一个额外的磁场中力表达式。因此,本法只适用于静态带电粒子。

Electrostatic Properties of a Conductor

导体放置在一个静电场将会取消肉内的电场的材料。这是由于电子在导体完全释放和自由移动,从而取消任何外部字段。如果有剩余字段没有取消,电子会移动,这意味着我们不再处理静电学了。我们必须等到移动电子取消该领域完全安定下来。因此在静电学中,导体内部的电场为零。

导体内部的体积密度为零。这是根据高斯法的基本结果,电场是电荷密度与体积成正比。因为没有费用在一个导体,体积电荷密度为零。这将意味着没有导体内部电场。

任何电荷在导体将驻留在表面。这完全是因为这是唯一的配置,减少潜在的最。因此它是最有利的配置。

外导体的电场垂直于表面。这是因为如果有任何的电场的切向分量将导致充电器的加速度和它年代又不静电学了。因此电荷分布在导体的表面会安排自己,这样所有的切向分量都杀死了。

Electrostatic Shielding

事实上,导体内部的电场为零可以用来隔离空间的区域从外部电场。这个孤立的过程从任何外部静电场的区域称为静电屏蔽。这是因为外部电场应用于导体会产生等量的带电粒子的表面将创建他们的领域内导体完全取消外磁场。

执行这个属性的导体称为法拉第笼。一个现实生活中的例子就是一辆汽车。坐在车里是安全雷雨的照明将罢工期间汽车将通过它的身体,因为静电屏蔽。另一个例子是一个同轴电缆的设计。一个同轴电缆导体运行沿其轴向中心包围绝缘体进一步被另一个导体,将盾牌内部主要导体静电。

Conclusion

导体的材料,我们大多数人都很熟悉。然而,理解他们的角色在应用程序需要许多基本静电的想法。导体不仅有上述应用程序在静电学的政权。避雷器由导体。他们的行动原理很简单。让年代说云携带一些费用。当一把锋利的导线连接到地面放置在建筑物的顶部,一个电荷相反的云将建立在导体和它会开始释放相反电荷和电离云,让他们中立。因此导体的应用不是有限的。但由于静电学的基本知识,可以很容易地理解他们的行为。

FAQs

Q1。当导体摩擦材料,它将获得一些费用?

答:没有。这是由于导体中自由电子的指控。只要接触的摩擦材料是导体,自由电子将中和静电产生。

Q2。为什么如果有自由电子导体提供阻力?

答:把当前的电子导体受到随机碰撞晶格中的原子和其他电子。这是根据事实导体的电阻随温度的增大而增大。这是由于原子热振动的增加在更高的温度下使电子的操纵困难。

第三季。定义一个导线的载流容量。

答:导线的载流容量的导体的电流可以没有熔化行为。这取决于几何和材料的导体的性质。

第四季度。定义各向同性和各向异性导体。

答:应用于导体外部电场时,自由电子将通过创建一个响应电流的导体。当这个方向的电流感应的应用电场方向相同的应用外部电场,然后售票员据说是一个各向同性的导体。如果电流方向电场诱导针对应用指向不同方向的应用外部电场,然后售票员据说是一个各向异性的导体。

Q5。超导是什么?

答:超导临界现象的电阻连接器在极低的温度下会突然降至零。这个降至零阻力将导致无限目前材料的电导率。这种现象被称为超导导体,展览这个属性被称为超导体。