Проводники в электростатическом поле

Если заряженный шар убрать, то стрелки электрометров установятся на нуле, так как в отсутствие электростатического поля электроны распределяются по всему объёму обоих цилиндров. При разъединении цилиндров в поле заряженного шара на них окажутся равные по модулю и противоположные по знаку заряды (рис. 150, б). Эти заряды сохранятся и в том случае, если заряженный шар, создающий поле, убрать. В том, что заряды цилиндров равны, можно убедиться, соединив их: стрелки электрометров установятся на нуле.

Электростатическая защита

2. Как вы знаете, в металлическом проводнике, внесённом в электростатическое поле, возникает собственное поле, которое компенсирует действие внешнего поля. Следовательно, поле внутри металлического проводника отсутствует. В этом можно убедиться на опыте.

В кювету с жидким диэлектриком и мелкими взвешенными частицами вещества (как в опыте, описанном в предыдущем параграфе) поместим два плоских электрода и зарядим их от элек- трофорной машины. Мелкие частицы расположатся между электродами, как показано на рисунке 151, а. Затем поместим в кювету металлическое кольцо. Мелкие частицы переориентируются и расположатся вдоль линий напряжённости электростатического поля, созданного кольцом (рис. 151, б). Внутри же металлического кольца расположение частиц не изменится. Следовательно, электростатическое поле внутрь кольца не проникает. Кольцо экранирует внутреннее пространство от внешних полей.

Рис. 151

На этом свойстве основана электростатическая защита. Чтобы защитить чувствительные к электрическому полю приборы, их помещают внутрь замкнутых металлических ящиков-экранов. Чаще, однако, экранируют не приборы, а сам источник электрического поля, от нежелательного воздействия которого необходимо защитить расположенные поблизости устройства.

Распределение зарядов в проводнике

3. Выясним, как распределяются заряды на наэлектризованном проводнике. Для этого сообщим проводнику электрический заряд.

Проделаем опыт. Маленьким шариком на изолирующей ручке будем касаться различных точек на внешней поверхности заряженного полого металлического шара, а затем электрометра (рис. 152, а). Отмечая каждый раз угол отклонения стрелки электрометра, можно убедиться, что на поверхности шара заряд распределяется равномерно. Если же коснуться маленьким шариком внутренней поверхности заряженного шара, а затем электрометра, то стрелка электрометра не отклонится (рис. 152, б). Следовательно, на внутренней поверхности шара заряда нет. Этот результат объясняется тем, что между одноимёнными зарядами действуют силы отталкивания. Поэтому заряды стремятся разойтись на возможно большее расстояние и перемещаются на поверхность проводника. Это могут быть скопившиеся у поверхности проводника свободные электроны, если тело заряжено отрицательно, или положительно заряженные ионы, если тело заряжено положительно.

<<< К началу Окончание >>>