Главная >> Физика. 11 класс. Пурышева

Глава 1. Постоянный электрический ток

Стационарное электрическое поле

Как вы уже знаете, одним из условий существования электрического тока в проводнике является наличие электрического поля. Уточним, о каком электрическом поле идёт речь.

При изучении электростатики вы узнали, что свободные заряды располагаются на поверхности заряженного проводника. Внутри проводника свободных электрических зарядов нет. Соответственно внутри проводника электрическое поле отсутствует и существует лишь вне проводника. При этом линии напряжённости электрического поля перпендикулярны поверхности проводника (рис. 4).

Вернёмся к опыту, описанному ранее (см. рис. 3). Он свидетельствует о том, что в проводнике существует ток, если имеется разность потенциалов, и ток прекращается, когда разность потенциалов становится равной нулю, т. е. точки проводника (в данном случае шары) имеют одинаковые потенциалы. Напряжённость поля при этом равна нулю.

Таким образом, можно сделать вывод, что в проводнике существует электрическое поле при наличии в нём тока (направленно движущихся зарядов). Это поле называют электрическим стационарным полем. Оно отличается от электростатического поля.

На рисунке 5, а показаны линии напряжённости однородного электростатического поля двух заряженных параллельных пластин. Эти линии перпендикулярны пластинам. Если соединить пластины и подключить их к источнику тока, то картина линий напряжённости будет иной. В источнике тока положительные заряды скапливаются на одном полюсе, а отрицательные — на другом. Между полюсами существует электростатическое поле. При соединении источника тока с проводником заряды начинают двигаться как вдоль проводника, так и к его поверхности. В результате линии напряжённости поля в проводнике будут параллельны его оси, а вне проводника расположены наклонно к нему (рис. 5, б).

Стационарное поле, так же как и электростатическое, потенциально, совершаемая им работа по перемещению заряда по замкнутой траектории равна нулю.