Care este potențialul conductorului
După cum sa observat, intensitatea câmpului electromagnetic în interiorul conductorului este zero. Din aceasta rezultă că conductorul echipotențială în întregul volum, adică la toate punctele de potențialele conductoare sunt egale, atunci diferența de potențial dintre oricare două puncte ale conductorului este:
capacitate egală la toate punctele de conductor numit potențial conductor Înțeles.
Să presupunem că avem un conductor izolat, încărcat. Acuzația conductor creează un câmp electric în materialul din jurul conductorului. Noi luăm potențialul de normalizare la zero la infinit. În acest caz, potențialul conductorului exprimă ca:
în cazul în care calea de integrare începe în orice punct al conductorului și se termină în infinit.
Cum se măsoară potențialul conductorului
Un instrument pentru măsurarea diferenței de potențial dintre doi conductori pot servi electroscop sau o săgeată care lasă înconjurat de un înveliș metalic, astfel este numit electrometru. Care un conductor este conectat cu un electrometru minge cu celălalt shell (fig. 1). Arrow electrometru va potențial corp (1) și un înveliș - potențial al corpului (2). Un câmp electric a cărui linii de forță se extind de coajă în sensul acelor de ceasornic sau în direcția opusă. Unghiul de deviere definit prin intensitatea săgeți și configurația câmpului a apărut. Câmpul din interiorul învelișului închis din metal sau nu depinde câmpul magnetic extern. Acesta este determinat de diferența de potențial dintre plicul și săgeata.
Rezolvarea controlului în toate subiectele. 10 ani de experiență! Preț de la 100 de ruble. Perioada de la 1 zi!
De aceea, unghiul de deviere săgeți este o măsură a potențialelor organismelor diferență (1) și (2).
Un astfel de dispozitiv poate fi calibrat în volți. Foarte adesea, ca al doilea corp cu ajutorul Pământului, adică, coajă electrometru la pământ. Într-un astfel de caz va corpul potențial electrometru (1) în raport cu pământul.
Ea nu are valori de bază, care a organelor la sol, o cochilie sau o minge. Din aceasta depinde numai de direcția liniilor de câmp. Unghiul de sageata deformarea în ambele cazuri, va fi una. Este clar că electrometru poate servi ca un instrument de măsurare pentru construirea corpului, numai dacă mâna lui nu este complet protejat de câmpuri externe. Dar, în același legătură săgeata cu organismele externe ar trebui să fie slab. În acest scop, gaura din mantaua scutului metalic (minge) și partea exterioară a tijei care se conectează becul cu o săgeată trebuie să fie mici. In caz contrar, aceste părți ale electrometru pot să apară taxe semnificative care sunt induse de organisme externe străine. Ei ar denatura trecerea la săgeată și diferența de potențial va fi măsurat în mod incorect. Fire care conectează corpul (1) și (2), pentru același motiv să fie subțire. Utilizarea electrometru este ușor de văzut că suprafața conductorului este întotdeauna echipotențiale. Dacă conectați un electrometru cu diferite puncte ale unui conductor încărcat, deformarea nu se va schimba.
Metoda sondă electrică
Pentru a măsura diferența de potențial în dielectric lichid sau gazos utilizând o metodă sondă electrică. Sonda constă dintr-un corpuri metalice mici (de exemplu, cu bile sau disc) care este conectat cu electrometru bilă de sârmă. Electrometru shell la pământ. Sonda este plasată într-un punct de dielectric, care potențial este măsurat. Astfel arată electrometru diferența de potențial dintre săgeată și teaca (același: între sondă și pământul). Trebuie remarcat faptul că sonda este modifică substanțial potențialul punctului la care este plasat. Motivul pentru acest lucru sunt induse de taxe care apar pe sondă și electrometru mingii. Prin urmare, pentru a putea măsura potențialul adevărat este necesar ca în timpul introducerii sondei în punctul în sonda și conectat cu el a luat mingea potențial electroscop, care a fost la punctul nostru de a face până sonda. Acest lucru se realizează prin îndepărtarea sondei din sarcinile induse. De exemplu, corpul sondei din picătura este găleată mică, care este umplut cu un fluid conductor. În partea de jos a cupei are o foarte mică gaură. Picături de lichid care curge din această deschidere, transporta o inducție de încărcare, care apare pe sondă. Taxele de semn opus muta săgeată la electrometru. Abaterea unghi variază săgeți. În starea de echilibru, atunci când sonda nu este încărcată, potențial egal cu potențialul sondei spațiul din jur. Deoarece sonda este conectat cu conductorul o minge electrometru, potențialul instrumentului de măsurare a mingea va fi la fel. Ca rezultat arată electrometru potențialul de a fi măsurat. cheltuieli cu inducție eliminate prin alte metode, de exemplu, utilizează un „sondă în flăcări“. În acest caz, sonda este vârful unui fir metalic, care iese din tubul izolator, care acționează ca un arzător cu gaz. Din cauza temperaturii ridicate flacara a aerului în jurul ei este ionizat și devine ușor conductiv. Ionii transporta sonda de inducție de încărcare cu fluxul de gaz. O idee similară este pusă în aplicare în sonda radioactivă.
Setarea: Experimentele au arătat că globul este încărcată negativ. Intensitatea medie a câmpului aproape de suprafața Pământului este de 130 $ \ frac $. Diferența de nivel de potențiale în picioare umane și a capului este de aproximativ 200 Q: șoc electric De ce aceste condiții o persoană nu este afectată?
Corpul uman este un bun conductor. Ca orice alt conductor, corpul uman denaturează foarte mult câmpul electric. În cazul în care corpul uman în interior există o redistribuire a taxelor pe suprafața corpului său, dar se mișcă un timp scurt și este foarte slabă. Linii adecvate de câmp perpendicular pe suprafața corpului, iar suprafața echipotențială care trece în jurul acestuia, precum și a obiectului metalic. Întregul volum al echipotențiale corpului uman, adică, toate punctele de corp au același potențial. Intensitatea câmpului a câmpului depinde de diferența de potențial, în cazul în care diferența de potențial este zero, atunci zero și intensitatea câmpului. Prin urmare, persoana nu se simte diferența de potențiale ale câmpului electric al Pământului.
Setarea: Dacă atingeți degetul electroscop, el externat. Va evacuate electroscop dacă în apropierea locul lui izolat de corp pământ încărcat?
În cazul în care electroscopului pentru a aduce un corp încărcat, atunci orice taxe induse pe arborele de instrumente. Și la capătul exterior taxele vor avea semnul opus în ceea ce privește taxa organismului, la capătul interior al aceluiași semn ca și sarcina organismului. În consecință, electroscopului este descărcată la electrometru va fi indusă taxa.
Tinta: o sonda de măsurători electrice arată că schimbarea în potențialul electric al Pământului se schimbă în medie cu 100 V pe metru de suprafața de ridicare. Se calculează taxa Pământului, dacă presupunem că câmpul este generat de această taxă. Raza Pământului luată egală cu R = 6400 km.
câmp Schimbarea modul poate fi legat c schimbările în capacitatea Pământului de la problema noastră folosind formula:
în conformitate cu dimensiunile specificate în problema noastră este \ $ din stânga | E \ dreapta | $.
Prin Teorema Ostrogradskii - Gauss, ne scrie că:
unde $ S = 4 \ pi R ^ 2 $, unde suprafața prin care intensitatea fluxului vectorului examinat, coincide cu raza sferei Pământului. Exprimă taxa dorită:
\ [Q = ES \ varepsilon _0 \ \ stânga (3.3 \ dreapta). \]
Presupunem că $ \ varepsilon = 1 $, înlocuind în (3.3), expresia (1.1), observăm că $ \ S = 4 \ pi R ^ 2 $ obține
Traduceți Pământ rază SI obține :. $ R = 6,4 \ cdot ^ $ 6m trage de calcul taxa Earth:
Raspuns: taxa Pamantului este de $ 4,55 \ cdot ^ 5kl \ $.