Физика (Электричество)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF4_6_Проводники Электрическая ёмкость_mini

Экран от внешних электрических полей

В результате перемещения свободные заряды сосредоточатся в приповерхностной области так, что в объёме проводника электростатическое поле будет равняться нулю.

Если бы удалось удалить внутренний объём проводника, оставив его оболочку, то соотношение электростатических полей вне и внутри проводника осталось бы неизменным, т.

е.: E0 = 0.

Такую металлическую оболочку называют

экраном от электрических полей.

Экран от внешних электрических полей

Экран от внешних электрических полей

Металлический экран защищает внутреннее пространство от внешних электростатических полей.

По этой причине металлические экраны используют для защиты технических устройств и биосистем от действия внешних электростатических полей.

Экранирует ли замкнутая металлическая оболочка внешнее пространство от заряда (зарядов), находящихся внутри этой оболочки?

Сферический металлический экран

Экран от внешних электрических полей

∫ En dS = k0 4pq ¹ 0

S

Напряжённость Е электростатического поля заряда, находящегося внутри металлического экрана, отлична от нуля в окружающем экран внешнем пространстве.

Заземление

(Grounding)

Напряжённость Е электростатического поля заряда, находящегося внутри металлического экрана, отлична от нуля в окружающем экран внешнем пространстве.

Если металлический экран соединить с поверхностью Земли, т. е. заземлить экран, то заряд с внешней поверхности экрана распределится по поверхности Земли так, что напряжённость электростатического поля металлического экрана устремится к 0.

Заземлённый замкнутый металлический экран защищает окружающее пространство от электростатического поля зарядов, находящихся в объёме, ограниченном экраном.

Заряженный проводник

Заряженный проводник

В заряженном проводнике свободные заряды локализуются у его поверхности.

Напряжённость электростатического поля заряженного проводника определяется поверхностной плотностью заряда.

Напряжённость электростатического поля заряженного проводника тем больше, чем меньше радиус его положительной кривизны.

Две проводящие сферы, соединённые тонким проводником

Заряженный проводник

Поверхностная плотность заряда увеличивается с уменьшением радиуса положительной кривизны (выпуклость) и уменьшается с уменьшением радиуса отрицательной кривизны (вогнутость) поверхности проводника.

Плотность поверхностных зарядов заряженного проводника всегда высока у его остриёв. Это приводит к явлению «стекания» зарядов с металлических остриёв. Если по техническим требованиям необходимо зарядить сферический проводник возможно наибольшим зарядом, то проводник должен быть выполнен в виде идеальной сферы, т. е. не должен содержать неровностей.