Leiter in einem elektrischen Feld
Verschiedene Körper sind unterteilt inNichtleiter (Dielektrika) und Leiter durch ihre elektrischen Eigenschaften. Eine der Eigenschaften, die Leiter in einem elektrischen Feld haben, besteht darin, dass, wenn Ladungen auf ihrer Oberfläche im Gleichgewicht sind, kein elektrisches Feld in ihnen sein wird. Wie kann ich das erklären?
Die Sache ist, dass die Leiter spezielle habenelektrische Ladungen. So sind beispielsweise Metalle Ladungsträger wie Elektronen, die den Kontakt mit Atomen verloren haben. Sie werden freie Elektronen genannt.
Solche Elektronen in einem Metallleiter, der unter dem Einfluß der Kräfte dieses Feldes in einem elektrischen Feld angeordnet ist, bewegen sich in einer Richtung, die der Stärke des elektrischen Feldes entgegengesetzt ist.
Wir nehmen einen Leiter in einem elektrischen Feld ABCD, das in einem homogenen Feld angeordnet ist, mit einer von links nach rechts gerichteten Spannung.
Auf der Oberfläche des Leiters AC ist eine übermäßigenegative Ladung und übermäßige positive - auf der anderen DB. In diesem Beispiel sehen wir, dass die Leiter im elektrischen Feld elektrifiziert sind. Ladungen, die auf der Oberfläche des Leiters erscheinen, erzeugen ein zusätzliches elektrisches Feld darin. Ihre Kraftlinien haben die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf die Kraftlinien des Hauptfeldes. Als ein Ergebnis wird die Stärke des Hauptfeldes in dem Leiter abnehmen, d.h. die Kraft, die auf freie Elektronen einwirkt und auch deren Bewegung verursacht, wird schwächer werden. Ladungen, die Leiter in einem elektrischen Feld haben, hören auf, sich zu bewegen, wenn die Intensität des resultierenden Feldes in ihnen Null wird.
Wenn also die Ladungen auf dem Leiter im Gleichgewicht sind, das Felddrinnen fehlt es. Seine Abwesenheit kann verwendet werden, um Körper vor dem Einfluss eines externen elektrischen Feldes zu schützen. Zu diesem Zweck genügt es, den Körper mit einer dünnen leitenden Schicht zu umgeben, beispielsweise in eine Metallbox zu legen. In dieser Schublade wird kein Feld sein.
Um die Tatsache zu beweisen, dass in einem geladenenDirigent gibt es kein elektrisches Feld, Faraday baute seiner Erfahrung nach einen großen Drahtkäfig, den er auf die Isolatoren aufbaute und neu lud. In dieser Zelle mit einem überempfindlichen Elektroskop bewies Faraday, dass in ihm keine elektrischen Kräfte vorhanden sind, obwohl eine sehr starke Ladung auf der äußeren Oberfläche konzentriert war. Dieses Phänomen wird als Elektrisierung durch Einfluss oder elektrostatische Induktion bezeichnet. Seine Ursache ist der Effekt eines externen elektrischen Feldes auf unbesetzte Elektronen in einem Leiter. Und Ladungen, die Leiter in einem elektrischen Feld haben, werden als induzierte Ladungen bezeichnet.
Das Phänomen der Elektrifizierung durch Beeinflussung erklärt die Anziehung zwischen elektrifizierten und nicht elektrifizierten Körpern sowie die Übertragung elektrischer Ladung beim Kontakt solcher Körper.
Wenn der elektrifizierte Körper näher an die Lunge gebracht wirdLeiter, dann darauf erscheinen die induzierten Ladungen beider Zeichen. So werden Ladungen entgegengesetzter Zeichen vom Körper angezogen und Ladungen gleichen Namens abgestoßen. Aufgrund der Tatsache, dass die gleichnamigen Ladungen auf der Seite eines Lichtleiters weiter vom Körper entfernt sind, ist die Resultierende dieser beiden Kräfte die Anziehungskraft. Unter dem Einfluss dieser Kraft wird ein leichter Leiter vom Körper angezogen. Zum Zeitpunkt des Kontakts wird ihre induzierte Ladung des entgegengesetzten Vorzeichens durch einen Teil der induktiven Ladung neutralisiert, die gleich groß ist. Auf einem Lichtleiter bleibt die gleiche Ladung die gleiche wie auf dem Körper.
Weil der Lichtleiter jetzt die gleiche Ladung wie der Körper hat, wird er sich davon entfernen; Das beobachten wir in unserer Erfahrung.
Leiter und Dielektrika in einem elektrischen Feld haben unterschiedliche Eigenschaften. Somit haben Dielektrika praktisch keine freien Ladungen. Wenn sie in ein elektrisches Feld gebracht werden, tritt ein Polarisationsphänomen auf.
