Kā vadi tiek sadalīti, kad plūst strāva
Lādēšanas ierīces un to kustība
Diriģents ir viela, kurā nesēji sāk kustēties vismazākā ārējā elektriskā lauka ietekmē. Ja ārējā lauka nav, pozitīvo jonu un negatīvo elektronu lauki cits citu izslēdz. Mēs detalizētāk izpētījām saistītu jautājumu un salīdzinājām vadītāji, dielektriķi un pusvadītāji iepriekš publicētā rakstā.
Apsveriet metāla priekšmetu, kas atrodas elektriskajā laukā. Lādiņnesēji sāk kustēties ārēja lauka ietekmē sakarā ar to, ka Kulona spēki sāk darboties lādiņnesējiem. Turklāt šo spēku darbības virziens uz pozitīvajiem un negatīvajiem nesējiem ir citā virzienā. Kustība apstājas, ja ārējā un iekšējā lauka intensitātes summa kļūst nulle, tas ir:
Erez = E iekšējais + E ārējais = 0
Šajā gadījumā lauka intensitāte ir vienāda ar:
E = dF / dt
Ja spriegojums ir nulle, tad potenciāls ķermeņa iekšpusē ir vienāds ar kādu nemainīgu skaitli. Tas kļūs skaidrs, ja mēs paudīsim šīs formulas potenciālu un integrēsimies, tas ir:
Pozitīvie joni un elektroni no visa ķermeņa tilpuma steidzas uz tā virsmu, lai kompensētu spriedzi elektriskais lauks. Tad diriģenta iekšpusē elektriskais lauks kļūst vienāds ar nulli, jo to līdzsvaro lādiņu nesēji no tā virsmas.
Interesanti! Virsmu, uz kuras visos punktos atrodas vienāds potenciāls, sauc par ekvivalenci.
Ja mēs izpētīsim šo jautājumu sīkāk, tad, kad diriģents tiek ievadīts elektriskajā laukā, pozitīvie joni pārvietojas pret tā lauka līnijām, un negatīvie elektroni atrodas tajā pašā virzienā. Tas notiek līdz brīdim, kad tie tiek sadalīti, un lauks vadītājā kļūst vienāds ar nulli. Šādas maksas sauc par izraisītām vai liekām.
Svarīgi! Kad lādiņi tiek paziņoti vadošajam materiālam, tie tiek sadalīti tā, lai sasniegtu līdzsvara stāvokli. Tie paši lādiņi atgrūž un mēdz notikt atbilstoši elektriskā lauka spēka līniju virzienam.
No tā izriet, ka lādiņnesēju pārvietošana ir nulle, kas ir vienāda ar potenciālo starpību. Tad potenciāls dažādās diriģenta sekcijās ir vienāds ar nemainīgu skaitli un nemainās.Ir svarīgi zināt, ka dielektrikā, lai noplēstu lādiņa nesēju, piemēram, elektronu no atoma, ir jāpieliek lieli spēki. Tāpēc aprakstītās parādības vispārējā nozīmē tiek novērotas uz vadošiem ķermeņiem.
Vienvada vadītāja elektriskā ietilpība
Vispirms apsveriet vientuļa diriģenta jēdzienu. Šis ir diriģents, kas atrodas tālu no citiem uzlādētiem vadītājiem un korpusiem. Turklāt tā potenciāls būs atkarīgs no tā uzlādes.
Vientuļa diriģenta elektriskā ietilpība ir vadītāja spēja noturēt sadalītu lādiņu. Pirmkārt, tas ir atkarīgs no diriģenta formas.
Ja divus šādus ķermeņus atdala dielektriķis, piemēram, gaiss, vizla, papīrs, keramika utt. - iegūt kondensatoru. Tās ietilpība ir atkarīga no attāluma starp plāksnēm un to laukumu, kā arī no iespējamās atšķirības starp tām.
Formulas apraksta kapacitātes atkarību no potenciāla starpības un plakanā kondensatora ģeometriskajiem izmēriem. Uzziniet vairāk par kas ir elektriskā ietilpība, jūs varat no mūsu atsevišķā raksta.
Uzlādes sadalījums un ķermeņa forma
Tātad lādiņnesēju sadalījuma blīvums ir atkarīgs no vadītāja formas. Apsveriet to, izmantojot sfēras formulas.
Pieņemsim, ka mums ir noteikta metāliski lādēta lode ar rādiusu R, lādiņa blīvumu uz virsmas G un potenciālu F. Tad:
No pēdējās atvasinātās formulas mēs varam saprast, ka blīvums ir aptuveni apgriezti proporcionāls sfēras rādiusam.
Tas ir, jo izliektāks un asāks objekts, jo lielāks šajā vietā ir nesēju blīvums. Uz ieliektām virsmām blīvums ir minimāls. To var redzēt video:
Praktisks pielietojums
Ja mēs ņemam vērā iepriekš minēto, ir vērts atzīmēt, ka strāva plūst caur kabeli un tiek sadalīta, it kā pēc caurules ārējā diametra. Tas ir saistīts ar elektronu sadalījuma īpašībām vadošajā ķermenī.
Ir ziņkārīgi, ka tad, kad strāva plūst sistēmās ar augstfrekvences strāvu, tiek novērots ādas efekts. Tas ir lādiņu sadalījums uz vadītāju virsmas. Bet šajā gadījumā tiek novērots vēl plānāks “vadošais” slānis.
Ko tas nozīmē? Tas liek domāt, ka līdzīgas amplitūdas strāvas plūsmai ar 50 Hz tīkla frekvenci un 50 kHz frekvencei augstfrekvences ķēdē būs nepieciešams lielāks vadoša kodola šķērsgriezums. Praksē tas tiek novērots, pārslēdzot barošanas avotus. Tieši šādas strāvas plūst to transformatoros. Lai palielinātu šķērsgriezuma laukumu, izvēlieties vai nu biezu stiepli, vai arī tinumus tiniet ar vairākām vēnām vienlaikus.
Zibensaizsardzības sistēmās praksē izmanto blīvuma sadalījuma atkarību no virsmas formas, kas aprakstīta iepriekšējā sadaļā. Ir zināms, ka, lai aizsargātu pret zibens bojājumiem, ir uzstādīts viens no zibensaizsardzības veidiem, piemēram, zibensnovedējs. Uz tās virsmas uzkrājas uzlādētas daļiņas, kuru dēļ izlāde notiek tieši tajā, kas vēlreiz apstiprina sacīto par to sadalījumu.
Visbeidzot, mēs iesakām noskatīties video, kurā vienkāršiem vārdiem ir izskaidrots un grafiski parādīts, kā lādiņi tiek sadalīti vadītājā:
Tas ir viss, ko mēs gribējām jums pastāstīt par to, kā notiek uzlādes sadalījums vadītājā, kad plūst strāva. Mēs ceram, ka sniegtā informācija jums bija saprotama un noderīga!
Saistītie materiāli:
Notiek ielāde ...
