9). Потенціал поля нескінченної рівномірно зарядженої прямої

Розглянемо нескінченно довгу пряму рівномірно заряджену електричним зарядом з лінійною густиною заряду . Знайдемо різницю потенціалів між двома точками простору 1 і 2 на відстані і від прямої

(

Рис.3.15

рис. 3.15 ). Підставимо вираз (3.48) напруженості електричного поля зарядженої прямої у формулу (3.86)

.(3.89)

10). Потенціал поля нескінченої рівномірно зарядженої площини

Р

Рис.3.16

озглянемо нескінчену площину рівномірно заряджену електричним зарядом з поверхневою густиною заряду . Знайдемо різницю потенціалів між двома точками простору 1 і 2 на відстані і від площини, як зображено на рис. 3.16. Підставимо вираз (3.55) напруженості електричного поля нескінченої рівномірно зарядженої площини у формулу (3.86)

. (3.90)

11)Провідники в електричному полі. Електроємність відокремленого провідника

Провідниками називаються тіла, які мають вільні електричні заряди, тобто такі заряджені частинки, які можуть вільно переміщатись по об’єму провідника. Розглянемо для прикладу металевий провідник, в якому вільними зарядами є електрони. Кожен електрон має негативний електричний заряд, модуль якого рівний елементарному зарядові.

Вмістимо провідник в електричне поле. На рис. 3.18 провідник вміщений в однорідне зовнішнє електричне поле. Під дією зовнішнього поля з напруженістю електрони в провіднику будуть переміщатись в напрямку, протилежному до напрямку поля , внаслідок чого в провіднику виникне внутрішнє електричне поле , протилежне за напрямком до зовнішнього. Переміщення електронів буде продовжуватись до тих пір, поки внутрішнє поле повністю не зкомпенсує зовнішнє. При цьому напруженість результуючого електричного поля всередині провідника стане рівною нулеві.

Т

Рис.3.18

аким чином, потенціал електричного поля всередині провідника і на його поверхні є постійною величиною, а сама поверхня провідника є еквіпотенціальною. Силові лінії електричного поля завжди перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.

Надамо деякому відокремленому провідникові заряду . Цей заряд розподілиться по поверхні провідника таким чином, що потенціал всіх точок поверхні і об’єму стане рівним . Напруженість електричного поля всередині провідника дорівнюватиме нулеві. Експериментально встановлено, що між величиною електричного заряду і потенціалом поверхні провідника існує пряма пропорційна залежність (3.95)

Величина називається електричною ємністю провідника або електроємністю. (3.96)

Електроємністю відокремленого провідника називається фізична величина рівна зарядові, який необхідно надати провідникові, щоб змінити його потенціал на одиницю. Електроємність залежить від форми, розмірів провідника, діелектричної проникності оточуючого середовища і не залежить від матеріалу провідника, його агрегатного стану, наявності в провіднику порожнин.

Одиницею вимірювання електроємності в системі одиниць є 1Фарад. 1Фарад – це електроємність такого провідника, потенціал якого змінюється на 1В при зміні його заряду на 1Кл.