Paano ipinamamahagi ang mga singil sa isang conductor kapag kasalukuyang daloy
Sisingilin ang mga tagadala at ang kanilang paggalaw
Ang isang conductor ay isang sangkap kung saan nagsisimula ang paglipat ng mga tagadala sa ilalim ng impluwensya ng bahagyang panlabas na larangan ng kuryente. Kapag walang panlabas na larangan, ang mga patlang ng mga positibong ion at negatibong elektron ay kinansela ang bawat isa. Sinuri namin ang isang kaugnay na isyu nang mas detalyado at inihambing conductor, dielectrics at semiconductors sa isang artikulo na nai-publish nang mas maaga.
Isaalang-alang ang isang metal na bagay na nasa isang larangan ng kuryente. Ang mga tagadala ng singil ay nagsisimulang lumipat sa ilalim ng impluwensya ng isang panlabas na larangan dahil sa ang katunayan na ang mga puwersa ng Coulomb ay nagsisimulang kumilos sa mga tagadala ng singil. Bukod dito, ang direksyon ng pagkilos ng mga puwersang ito sa positibo at negatibong mga tagadala ay nasa ibang direksyon. Humihinto ang kilusan kung ang kabuuan ng intensidad ng panlabas at panloob na larangan ay nagiging zero, iyon ay:
Erez = E panloob + E panlabas = 0
Sa kasong ito, ang lakas ng larangan ay katumbas ng:
E = dF / dt
Kung ang pag-igting ay zero, kung gayon ang potensyal sa loob ng katawan ay katumbas ng ilang pare-pareho na numero. Ito ay magiging malinaw kung ipahayag namin ang potensyal mula sa pormula at pagsasama, iyon ay:
Ang mga positibong ion at elektron mula sa buong dami ng katawan ay sumugod sa ibabaw nito upang mabayaran ang pag-igting larangan ng kuryente. Pagkatapos, sa loob ng konduktor, ang patlang ng kuryente ay nagiging katumbas ng zero, dahil ito ay balanse sa pamamagitan ng mga tagadala ng singil mula sa ibabaw nito.
Kawili-wili! Ang isang ibabaw kung saan ang parehong potensyal ay naroroon sa lahat ng mga punto ay tinatawag na equipotential.
Kung isasaalang-alang namin ang isyung ito nang mas detalyado, kapag ang isang conductor ay ipinakilala sa isang electric field, ang mga positibong ion ay lumipat laban sa mga linya ng larangan nito, at mga negatibong elektron sa parehong direksyon. Nangyayari ito hanggang ibinahagi sila, at ang patlang sa conductor ay magiging katumbas ng zero. Ang ganitong mga singil ay tinatawag na sapilitan o labis.
Mahalaga! Kung ang mga singil ay ipinagbigay-alam sa materyal na conductive, ipinamamahagi sila upang maabot ang isang estado ng balanse. Ang parehong mga singil ay magtataboy at may kaugaliang alinsunod sa direksyon ng mga linya ng puwersa ng larangan ng kuryente.
Sinusundan nito na ang gawain ng paglipat ng mga carrier ng singil ay zero, na katumbas ng potensyal na pagkakaiba. Kung gayon ang potensyal sa iba't ibang mga seksyon ng conductor ay katumbas ng isang pare-pareho na numero at hindi nagbabago.Mahalagang malaman na sa isang dielectric, upang mapunit ang isang carrier ng singil, halimbawa, isang elektron mula sa isang atom, dapat na mailapat ang mahusay na puwersa. Samakatuwid, ang inilarawan na mga phenomena sa isang pangkalahatang diwa ay sinusunod sa mga konduktibo na katawan.
Elektronikong kapasidad ng isang nag-iisa conductor
Una, isaalang-alang ang konsepto ng isang nag-iisa conductor. Ito ay isang konduktor na malayo sa iba pang mga sisingilin na conductor at katawan. Bukod dito, ang potensyal sa ito ay depende sa singil nito.
Ang elektrikal na kapasidad ng isang nag-iisa conductor ay ang kakayahan ng isang conductor na humawak ng isang ipinamamahaging singil. Una sa lahat, nakasalalay ito sa hugis ng conductor.
Kung ang dalawang ganoong katawan ay pinaghiwalay ng isang dielectric, halimbawa, hangin, mika, papel, keramika, atbp. - kumuha ng isang kapasitor. Ang kapasidad nito ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga plato at kanilang lugar, pati na rin sa potensyal na pagkakaiba sa pagitan nila.
Inilarawan ng mga pormula ang pag-asa ng kapasidad sa potensyal na pagkakaiba at sa mga geometriko na sukat ng isang flat capacitor. Dagdagan ang nalalaman tungkol sa ano ang electric capacity, maaari kang mula sa aming hiwalay na artikulo.
Pamamahagi ng singilin at hugis ng katawan
Kaya, ang density ng pamamahagi ng mga carrier ng singil ay depende sa hugis ng conductor. Isaalang-alang ito sa halimbawa ng mga pormula para sa isang globo.
Ipagpalagay na mayroon kaming isang tiyak na metallic na sisingilin ng globo, na may radius R, ang density ng singil sa ibabaw G at potensyal na F. Pagkatapos:
Mula sa huling nagmula na formula, mauunawaan natin na ang density ay humigit-kumulang na proporsyonal sa radius ng globo.
Iyon ay, mas matambok at matulis ang bagay, mas malaki ang density ng mga carrier sa lugar na ito. Sa mga malukong ibabaw, minimal ang density. Makikita ito sa video:
Praktikal na aplikasyon
Kung isasaalang-alang mo ang nasa itaas, nararapat na tandaan na ang kasalukuyang daloy sa pamamagitan ng cable at ipinamamahagi, na parang sa labas ng diameter ng pipe. Ito ay dahil sa mga katangian ng pamamahagi ng mga electron sa isang conduct body.
Nagtataka ito na kapag ang kasalukuyang daloy sa mga system na may kasalukuyang dalas ng dalas, sinusunod ang isang epekto sa balat. Ito ang pamamahagi ng mga singil sa ibabaw ng mga conductor. Ngunit sa kasong ito, ang isang mas manipis na "pagsasagawa" na layer ay sinusunod.
Ano ang ibig sabihin nito? Ipinapahiwatig nito na para sa daloy ng kasalukuyang isang katulad na laki ng isang dalas ng network na 50 Hz at isang dalas ng 50 kHz sa isang mataas na dalas na circuit, kinakailangan ang isang mas malaking seksyong cross ng conductive core. Sa pagsasagawa, ito ay sinusunod sa paglipat ng mga suplay ng kuryente. Ito ay tiyak na tulad ng mga alon na dumadaloy sa kanilang mga transformer. Upang madagdagan ang lugar na cross-sectional, pumili ng alinman sa isang makapal na kawad, o pagpulupot ng mga paikot-ikot na may maraming mga veins nang sabay-sabay.
Ang pag-asa ng pamamahagi ng density sa hugis ng ibabaw na inilarawan sa nakaraang seksyon ay ginagamit sa pagsasanay sa mga sistema ng proteksyon ng kidlat. Ito ay kilala na upang maprotektahan laban sa pinsala sa kidlat, isa sa mga uri ng proteksyon ng kidlat, halimbawa, isang baras ng kidlat, ay naka-install. Sa ibabaw nito, ang mga sisingilin na mga particle ay maipon, dahil sa kung saan ang paglabas ay nangyayari nang tama sa loob nito, na muling kinumpirma kung ano ang sinabi tungkol sa kanilang pamamahagi.
Sa wakas, inirerekumenda namin ang panonood ng isang video kung saan, sa mga simpleng salita, ipinapaliwanag at malinaw na ipinapakita kung paano ipinamahagi ang mga singil sa conductor:
Ito ang lahat ng nais naming sabihin sa iyo tungkol sa kung paano ang pamamahagi ng singil sa konduktor ay nangyayari kapag kasalukuyang daloy. Inaasahan namin na ang impormasyong ibinigay ay maiintindihan at kapaki-pakinabang para sa iyo!
Mga kaugnay na materyales:
Naglo-load ...
