Ce este un câmp electric?
Atârnăm un cartuș încărcat pe un fir și aducem o tijă de sticlă electrificată. Chiar și în absența contactului direct, manșonul de pe fir se abate de la poziția verticală, fiind atras de băț (Fig. 13).
Corpurile încărcate, după cum vedem, sunt capabile să interacționeze între ele la distanță. Cum se transmite acțiunea de la unul dintre aceste corpuri la altul? Poate că totul ține de aerul dintre ei? Să aflăm prin experiență.
Să punem un electroscop încărcat (cu ochelarii scoși) sub clopotul pompei de aer, după care vom pompa aer de sub ea. Vom vedea că în spațiul fără aer frunzele electroscopului încă se vor respinge între ele (Fig. 14). Aceasta înseamnă că aerul nu participă la transmiterea interacțiunii electrice. Atunci prin ce se realizează aceeași interacțiune a corpurilor încărcate? Răspunsul la această întrebare a fost dat în lucrările lor de oamenii de știință englezi M. Faraday (1791-1867) și J. Maxwell (1831-1879).
Conform învățăturilor lui Faraday și Maxwell, spațiul din jurul unui corp încărcat diferă de spațiul din jurul corpurilor neelectrificate. Există un câmp electric în jurul corpurilor încărcate. Cu ajutorul acestui câmp se realizează interacțiunea electrică.
Electric camp este un tip special de materie care diferă de materie și există în jurul oricăror corpuri încărcate.
Este imposibil să-l vezi sau să-l atingi. Existența unui câmp electric poate fi judecată numai după acțiunile sale.
Proprietățile de bază ale câmpului electric
Experimentele simple fac posibilă stabilirea proprietățile de bază ale câmpului electric.
1. Câmpul electric al unui corp încărcat acționează cu o anumită forță asupra oricărui alt corp încărcat care se află în acest câmp..
Acest lucru este dovedit de toate experimentele privind interacțiunea corpurilor încărcate. Deci, de exemplu, un manșon încărcat, care se afla în câmpul electric al unui baston electrificat (vezi Fig. 13), a fost supus acțiunii unei forțe de atracție asupra acestuia.
2. În apropierea corpurilor încărcate, câmpul pe care îl creează este mai puternic și mult mai slab.
Pentru a verifica acest lucru, să trecem din nou la experimentul cu un cartuș încărcat (vezi Fig. 13). Să începem să aducem suportul cu cartușul mai aproape de bagheta încărcată. Vom vedea că pe măsură ce manșonul se apropie de băț, unghiul de abatere al firului de la verticală va deveni din ce în ce mai mare (Fig. 15). O creștere a acestui unghi indică faptul că, cu cât manșonul este mai aproape de sursa câmpului electric (un stick electrificat), cu atât acest câmp acționează mai multă forță asupra acestuia. Aceasta înseamnă că lângă un corp încărcat, câmpul creat de acesta este mai puternic decât departe.
Trebuie avut în vedere că nu numai stick-ul încărcat cu câmpul său electric acționează asupra manșonului încărcat, ci și manșonul, la rândul său, acționează asupra stick-ului cu câmpul său electric. Într-o astfel de acțiune reciprocă unul asupra celuilalt și se manifestă interacțiune electrică corpuri încărcate.
Câmpul electric se manifestă și în experimente cu dielectrici. Când un dielectric este plasat într-un câmp electric, părțile încărcate pozitiv ale moleculelor sale (nucleele atomice) sunt deplasate într-o direcție sub acțiunea câmpului, iar părțile încărcate negativ (electroni) sunt deplasate în cealaltă direcție. Acest fenomen se numește polarizare dielectrică. Polarizarea este cea care explică cele mai simple experimente privind atragerea bucăților ușoare de hârtie de către un corp electrificat. Aceste piese sunt în general neutre. Cu toate acestea, în câmpul electric al unui corp electrificat (de exemplu, o tijă de sticlă), acestea sunt polarizate. Pe suprafața piesei care este mai aproape de băț, apare o încărcătură în semn opus încărcării bastonului. Interacțiunea cu acesta duce la atragerea bucăților de hârtie către corpul electrificat.
forta electrica
Forța cu care acționează un câmp electric asupra unui corp (sau particule) încărcat se numește forta electrica:
Fel- forta electrica.
Sub acțiunea acestei forțe, o particulă dintr-un câmp electric capătă o accelerație A, care poate fi determinat folosind a doua lege a lui Newton:
Unde m este masa particulei date.
Din vremea lui Faraday, pentru o reprezentare grafică a unui câmp electric, se obișnuiește să se folosească linii de forță.
Linii de câmp electric sunt linii care indică direcția forței care acționează în acest câmp asupra unei particule încărcate pozitiv plasate în el. Liniile de forță ale câmpului creat de un corp încărcat pozitiv sunt prezentate în Figura 16, a. Figura 16, b prezintă liniile de forță ale câmpului creat de un corp încărcat negativ.
O imagine similară poate fi observată folosind un dispozitiv simplu numit sultan electric. După ce l-am informat despre încărcare, vom vedea cum toate benzile lui de hârtie se vor dispersa în direcții diferite și vor fi situate de-a lungul liniilor de forță ale câmpului electric (Fig. 17).
Când o particulă încărcată intră într-un câmp electric, viteza sa în acest câmp poate fie să crească, fie să scadă. Dacă sarcina particulelor q>0, atunci când se deplasează de-a lungul liniilor de forță, se va accelera, iar când se mișcă în direcția opusă, se va încetini. Dacă sarcina particulelor q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.
Este interesant de știut
Din subiectul de astăzi despre câmpul electric, am aflat că acesta există în spațiul care se află în jurul sarcinii electrice.
Să vedem cum, cu ajutorul liniilor de forță având o direcție, acest câmp electric poate fi reprezentat folosind grafice:
Probabil veți fi interesat să știți că câmpurile electrice de diferite puteri funcționează în atmosfera noastră. Dacă luăm în considerare câmpul electric din punctul de vedere al universului, atunci de obicei Pământul are o sarcină negativă, dar fundul norilor este pozitiv. Și astfel de particule încărcate precum ionii sunt conținute în aer și conținutul acestuia variază în funcție de diferiți factori. Acești factori depind atât de perioada anului, cât și de condițiile meteorologice și de frecvența atmosferei.
Și din moment ce atmosfera este pătrunsă de aceste particule, care, fiind în mișcare continuă și care se caracterizează prin modificări fie la ioni pozitivi, fie negativi, tind să afecteze bunăstarea și sănătatea unei persoane. Și cel mai interesant lucru este că o mare predominanță a ionilor pozitivi în atmosferă poate provoca disconfort în corpul nostru.
Efectul biologic al câmpului electromagnetic
Și acum să vorbim despre efectul biologic al CEM asupra sănătății umane și impactul acestuia asupra organismelor vii. Se pare că organismele vii care se află în zona de influență a câmpului electromagnetic sunt supuse unor factori puternici ai influenței acestuia.
O ședere lungă în câmpul electromagnetic afectează negativ sănătatea și bunăstarea unei persoane. Deci, de exemplu, la o persoană cu boli alergice, o astfel de expunere la EMF poate provoca un atac de epilepsie. Și dacă o persoană rămâne într-un câmp electromagnetic mai mult timp, bolile se pot dezvolta nu numai ale sistemului cardiovascular și nervos, ci pot provoca și boli oncologice.
Oamenii de știință au demonstrat că acolo unde există o acțiune puternică a câmpului electric, pot fi observate modificări comportamentale și la insecte. Acest impact negativ se poate manifesta sub forma de agresivitate, anxietate si scaderea performantelor.
Sub o astfel de influență, dezvoltarea anormală poate fi observată și în rândul plantelor. Sub influența unui câmp electromagnetic din plante, dimensiunea, forma și numărul petalelor se pot schimba.
Fapte interesante legate de electricitate
Descoperirile în domeniul electricității sunt una dintre cele mai importante realizări ale omului, deoarece viața modernă fără această descoperire este acum chiar greu de imaginat.
Știți că în unele părți ale Africii și Americii de Sud există sate în care încă nu există electricitate. Și știi cum ies oamenii din această situație? Se dovedește că își luminează casele cu ajutorul unor insecte precum licuricii. Ei umplu borcanele de sticlă cu aceste insecte și se luminează cu ajutorul licuricilor.
Știți despre capacitatea albinelor de a acumula o sarcină pozitivă de electricitate în timpul zborului? Dar florile au o sarcină electrică negativă și datorită acestui fapt, polenul lor însuși este atras de corpul albinei. Dar cel mai interesant lucru este că câmpul unui astfel de contact între o albină și o floare modifică câmpul electric al plantei și, parcă, dă un semnal altor indivizi de albine despre absența polenului pe această plantă.
Dar în lumea peștilor, cei mai cunoscuți vânători electrici sunt razele. Pentru a-și neutraliza prada, raia o paralizează cu descărcări electrice.
Știați că anghilele electrice au cea mai puternică descărcare electrică. Acești pești de apă dulce au o tensiune de descărcare din care poate ajunge la 800 V.
Teme pentru acasă
1. Ce este un câmp electric?
2. Care este diferența dintre un câmp și o substanță?
3. Enumeraţi principalele proprietăţi ale câmpului electric.
4. Ce indică liniile câmpului electric?
5. Cum se mișcă accelerația unei particule încărcate într-un câmp electric?
6. În ce caz câmpul electric crește viteza particulei și în ce caz o scade?
7. De ce bucățile neutre de hârtie sunt atrase de un corp electrificat?
8. Explicați de ce, după ce sultanul electric este încărcat, benzile lui de hârtie diverg în direcții diferite.
Sarcina experimentală.
Electrificați pieptenele pe păr, apoi atingeți-l cu o bucată mică de vată (puf). Ce se va întâmpla cu bumbacul? Agitați puful din pieptene și, când este în aer, faceți-l să se înalțe la aceeași înălțime, înlocuind de jos, la oarecare distanță, un pieptene electrificat. De ce nu mai cade puful? Ce o va ține în aer?
S.V. Gromov, I.A. Patria, Fizica clasa a 9-a
Un câmp electric ia naștere în jurul unei sarcini sau unui corp încărcat în spațiu. În acest domeniu, orice sarcină este afectată de forța electrostatică Coulomb. Un câmp este o formă de materie care transmite interacțiuni de forță între corpurile macroscopice sau particulele care alcătuiesc o substanță. Într-un câmp electrostatic are loc interacțiunea forțelor corpurilor încărcate. Câmp electrostatic - un câmp electric staționar, este un caz special al unui câmp electric creat de sarcini staționare.
Câmpul electric este caracterizat în fiecare punct din spațiu prin două caracteristici: forța - vectorul intensității electrice și energia - potențialul, care este o mărime scalară. Puterea unui punct dat al câmpului electric este o mărime fizică vectorială, egală numeric și care coincide în direcție cu forța care acționează din câmp asupra unei unități de sarcină pozitivă plasată în punctul considerat al câmpului:
Linia de forță a câmpului electric este linia, tangentele la care în fiecare punct determină direcțiile vectorilor de intensitate ai punctelor corespunzătoare ale câmpului electric. Numărul 0 al liniilor de forță care trec printr-o unitate de suprafață normală cu aceste linii este numeric egal cu mărimea vectorului intensității câmpului electric din centrul acestei zone. Liniile de intensitate a câmpului electrostatic încep de la o sarcină pozitivă și merg la infinit pentru câmpul creat de această sarcină. Pentru un câmp creat de o sarcină negativă, liniile de forță vin de la infinit la sarcină.
Potențialul unui câmp electrostatic într-un punct dat este o valoare scalară egală numeric cu energia potențială a unei singure sarcini pozitive plasată într-un punct dat al câmpului:
Lucrul efectuat de forțele câmpului electrostatic atunci când se deplasează o sarcină electrică punctuală este egal cu produsul acestei sarcini și diferența de potențial dintre punctele de început și de sfârșit ale traseului:
unde și sunt potențialele punctelor inițiale și finale ale câmpului atunci când sarcina se mișcă.
Intensitatea este legată de potențialul câmpului electrostatic prin relația:
Gradientul de potențial indică direcția celei mai rapide schimbări de potențial atunci când se deplasează într-o direcție perpendiculară pe suprafața cu potențial egal.
Intensitatea câmpului este numeric egală cu modificarea potențialului pe unitatea de lungime , numărat în direcția perpendiculară pe suprafața de potențial egal și îndreptat în direcția scăderii acesteia (semnul minus):
Locul punctelor de câmp electric ale căror potențiale sunt aceleași se numește suprafață echipotențială sau suprafață cu potențial egal. Vectorul intensității fiecărui punct al câmpului electric este normal cu suprafața echipotențială trasată prin acest punct. Pe fig. 1 prezintă grafic câmpul electric format dintr-o sarcină punctiformă pozitivă și un plan încărcat negativ R.
Liniile continue sunt suprafețe echipotențiale cu potențiale , , etc., liniile punctate sunt linii de forță de câmp, direcția lor este indicată de o săgeată.
Ce ne permite să afirmăm că există un câmp electric în jurul unui corp încărcat?
- Prezența stresului electromagnetic și a câmpurilor vortex.
- acțiunea unui câmp electric asupra unei sarcini.
experienta simpla:
1. Luați un băț de lemn și legați de el o mânecă dintr-un înveliș strălucitor de ciocolată cu un fir de mătase.
2. frecați mânerul pe păr sau lână
3. aduceți mânerul la mânecă - mâneca se va abate
acest lucru ne permite să afirmăm că în jurul unui corp încărcat (în acest caz, un stilou, există un câmp electric))) - ma ajuta cineva sa rezolv problema
http://answer.mail.ru/question/94520561 - este în manual)
- Link (electro.ru Intensitatea câmpului electric, electric. .)
- În spațiul din jurul unui corp încărcat electric există un câmp electric, care este unul dintre tipurile de materie. Câmpul electric are un depozit de energie electrică, care se manifestă sub formă de forțe electrice care acționează asupra corpurilor încărcate din câmp.
Câmpul electric este reprezentat în mod convențional sub formă de linii electrice de forță, care arată direcția de acțiune a forțelor electrice create de câmpul electric.
Liniile electrice de forță diverg în direcții diferite de la corpurile încărcate pozitiv și converg către corpurile cu sarcină negativă. Câmpul creat de două plăci paralele plate încărcate opus se numește uniform.
Un câmp electric poate fi făcut vizibil prin plasarea în el a particulelor de gips suspendate în ulei lichid: ele se rotesc de-a lungul câmpului, situat de-a lungul liniilor sale de forță. Un câmp omogen este un câmp electric în care intensitatea este aceeași ca mărime și direcție în toate punctele din spațiu.Wikipedia: Pentru cuantificarea câmpului electric se introduce o caracteristică de forță - intensitatea câmpului electric - o mărime fizică vectorială egală cu raportul dintre forța cu care acționează câmpul asupra unei sarcini de test pozitive plasate într-un punct dat din spațiu și mărimea a acestei taxe. Direcția vectorului de tensiune coincide în fiecare punct din spațiu cu direcția forței care acționează asupra sarcinii de testare pozitive.
Câmpul dintre două plăci de metal plate încărcate opus este aproximativ uniform. Într-un câmp electric uniform, liniile de tensiune sunt paralele între ele. - Încărcați-vă și turnați puful pe voi de pe pernă. Totul va fi foarte clar.
- Dacă aduci la primul obiect încărcat electric altul, tot el. obiect încărcat, puteți vedea interacțiunea lor, ceea ce demonstrează existența unui câmp electric.
- Vă permite să citiți legile fizicii
- Un câmp electric este o formă specială de materie care există în jurul corpurilor sau particulelor care au o sarcină electrică, precum și într-o formă liberă în unde electromagnetice. Câmpul electric este direct invizibil, dar poate fi observat prin acțiunea sa și cu ajutorul instrumentelor. Acțiunea principală a câmpului electric este accelerarea corpurilor sau particulelor care au sarcină electrică.
Câmpul electric poate fi considerat ca un model matematic care descrie valoarea intensității câmpului electric într-un punct dat din spațiu. Douglas Giancoli scria: „Trebuie subliniat că domeniul nu este un fel de materie; mai corect, acesta este un concept extrem de util... Întrebarea despre „realitatea” și existența unui câmp electric este de fapt o întrebare filozofică, mai degrabă chiar metafizică. În fizică, conceptul de câmp s-a dovedit extrem de util - este una dintre cele mai mari realizări ale minții umane.
Câmpul electric este una dintre componentele unui singur câmp electromagnetic și o manifestare a interacțiunii electromagnetice.
Proprietățile fizice ale câmpului electric
În prezent, știința nu a ajuns încă la o înțelegere a esenței fizice a unor câmpuri precum electric, magnetic și gravitațional, precum și a interacțiunii lor între ele. Până acum, rezultatele acțiunii lor mecanice asupra corpurilor încărcate au fost descrise doar și există și o teorie a undei electromagnetice, descrisă de ecuațiile lui Maxwell.Efectul de câmp - Efectul de câmp constă în faptul că atunci când un câmp electric acționează pe suprafața unui mediu conductor electric din stratul său de suprafață, concentrația purtătorilor de sarcină liberă se modifică. Acest efect stă la baza funcționării tranzistoarelor cu efect de câmp.
Acțiunea principală a câmpului electric este efectul de forță asupra corpurilor sau particulelor încărcate electric staționari (în raport cu observatorul). Dacă un corp încărcat este fixat în spațiu, atunci nu accelerează sub acțiunea unei forțe. Un câmp magnetic (a doua componentă a forței Lorentz) exercită, de asemenea, o forță asupra sarcinilor în mișcare.
Observarea câmpului electric în viața de zi cu zi
Pentru a crea un câmp electric, este necesar să se creeze o sarcină electrică. Frecați un fel de dielectric pe lână sau ceva similar, cum ar fi un stilou din plastic, pe propriul păr. O sarcină va fi creată pe mâner și un câmp electric în jurul acestuia. Un stilou încărcat va atrage mici bucăți de hârtie spre sine. Dacă freci un obiect de lățime mai mare, de exemplu, o bandă de cauciuc, pe lână, atunci în întuneric poți vedea mici scântei rezultate din descărcări electrice.Un câmp electric apare adesea lângă ecranul televizorului când televizorul este pornit sau oprit. Acest câmp poate fi simțit prin acțiunea sa asupra firelor de păr de pe brațe sau față.
După cum știți, o trăsătură caracteristică a conductorilor este că aceștia conțin întotdeauna un număr mare de purtători de sarcină mobili, adică electroni sau ioni liberi.
În interiorul conductorului, acești purtători de sarcină, în general, se mișcă aleatoriu. Cu toate acestea, dacă există un câmp electric în conductor, atunci mișcarea lor ordonată în direcția acțiunii forțelor electrice este suprapusă mișcării haotice a purtătorilor. Această mișcare direcționată a purtătorilor de sarcină mobili într-un conductor sub influența unui câmp are loc întotdeauna în așa fel încât câmpul din interiorul conductorului să fie slăbit. Deoarece numărul purtătorilor de sarcină mobili din conductor este mare, metalul conține ordinul electronilor liberi), mișcarea acestora sub acțiunea câmpului are loc până când câmpul din interiorul conductorului dispare complet. Să aflăm mai detaliat cum se întâmplă acest lucru.
Să fie plasat un conductor metalic, format din două părți strâns presate una pe cealaltă, într-un câmp electric extern E (fig. 15.13). Electronii liberi din acest conductor sunt afectați de forțele câmpului direcționate spre stânga, adică opus vectorului intensității câmpului. (Explicați de ce.) Ca urmare a deplasării electronilor de către aceste forțe, apare un exces de sarcini pozitive la capătul drept al conductorului și un exces de electroni la capătul stâng. Prin urmare, între capetele conductorului ia naștere un câmp intern (câmp de sarcini deplasate), care în Fig. 15.13 este prezentată cu linii punctate. Interior
conductor, acest câmp este îndreptat spre cel exterior, iar fiecare electron liber rămas în interiorul conductorului acționează cu o forță îndreptată spre dreapta.
La început, forța este mai mare decât forța și rezultanta lor este îndreptată spre stânga. Prin urmare, electronii din interiorul conductorului continuă să se deplaseze spre stânga, iar câmpul intern crește treptat. Când se acumulează destui electroni liberi la capătul din stânga al conductorului (încă alcătuiesc o fracțiune nesemnificativă din numărul lor total), forța devine egală cu forța și rezultanta lor va fi egală cu zero. După aceea, electronii liberi care rămân în interiorul conductorului se vor mișca doar aleatoriu. Aceasta înseamnă că intensitatea câmpului din interiorul conductorului este zero, adică că câmpul din interiorul conductorului a dispărut.
Deci, atunci când un conductor intră într-un câmp electric, acesta este electrificat astfel încât la unul dintre capete ia naștere o sarcină pozitivă, iar la celălalt o sarcină negativă de aceeași mărime. O astfel de electrificare se numește inducție electrostatică sau electrificare prin influență. Rețineți că în acest caz sunt redistribuite doar sarcinile proprii ale conductorului. Prin urmare, dacă un astfel de conductor este îndepărtat din câmp, sarcinile sale pozitive și negative vor fi din nou distribuite uniform pe întregul volum al conductorului și toate părțile sale vor deveni neutre din punct de vedere electric.
Este ușor de verificat că la capetele opuse ale unui conductor electrificat prin influență, există într-adevăr cantități egale de sarcini de semn opus. Împărțim acest conductor în două părți (Fig. 15.13) și apoi le scoatem din câmp. Conectând fiecare dintre părțile conductorului la un electroscop separat, ne vom asigura că acestea sunt încărcate. (Gândiți-vă cum puteți arăta că aceste sarcini sunt de semne opuse.) Dacă conectați din nou cele două părți astfel încât să formeze un conductor, vom constata că sarcinile sunt neutralizate. Aceasta înseamnă că înainte de conectare, sarcinile de pe ambele părți ale conductorului erau aceleași ca mărime și semnul opus.
Timpul în care conductorul este electrificat prin influență este atât de scurt încât echilibrul sarcinilor pe conductor are loc aproape instantaneu. În acest caz, tensiunea și, prin urmare, diferența de potențial din interiorul conductorului, peste tot devine egală cu zero. Apoi, pentru oricare două puncte din interiorul conductorului, relația
Prin urmare, atunci când sarcinile de pe conductor sunt în echilibru, potențialul tuturor punctelor sale este același. Acest lucru se aplică și unui conductor electrificat prin contactul cu un corp încărcat. Luați o bilă conducătoare și plasați o sarcină în punctul M de pe suprafața acesteia (Fig. 15.14). Apoi apare un câmp în conductor pentru o perioadă scurtă de timp, iar în punctul M - un exces de sarcină. Sub influența forțelor acestui câmp
sarcina este distribuită uniform pe întreaga suprafață a sferei, ceea ce duce la dispariția câmpului din interiorul conductorului.
Deci, indiferent de modul în care conductorul este electrificat, atunci când sarcinile sunt în echilibru, nu există câmp în interiorul conductorului, iar potențialul tuturor punctelor conductorului este același (atât în interiorul, cât și pe suprafața conductorului). În același timp, câmpul din afara conductorului electrificat, desigur, există, iar liniile sale de tensiune sunt normale (perpendiculare) pe suprafața conductorului. Acest lucru se poate observa din următoarea discuție. Dacă linia de tensiune ar fi undeva înclinată pe suprafața conductorului (Fig. 15.15), atunci forța care acționează asupra sarcinii în acest punct de pe suprafață ar putea fi descompusă în componente.Apoi, sub acțiunea unei forțe îndreptate de-a lungul suprafața, sarcinile s-ar deplasa de-a lungul suprafeței conductorului, care, dacă nu ar exista un echilibru al sarcinilor. Prin urmare, atunci când sarcinile de pe conductor sunt în echilibru, suprafața acestuia este o suprafață echipotențială.
Dacă nu există niciun câmp în interiorul unui conductor încărcat, atunci densitatea de volum a sarcinilor din acesta (cantitatea de electricitate pe unitate de volum) trebuie să fie zero peste tot.
Într-adevăr, dacă ar exista o sarcină în orice volum mic al conductorului, atunci ar exista un câmp electric în jurul acestui volum.
În teoria câmpului, se demonstrează că la echilibru, întreaga sarcină în exces a unui conductor electrificat este situată pe suprafața sa. Aceasta înseamnă că întregul interior al acestui conductor poate fi îndepărtat și nimic nu se va schimba în dispunerea sarcinilor pe suprafața sa. De exemplu, dacă electrizați în mod egal două bile metalice solitare de dimensiuni egale, dintre care una solidă și cealaltă este goală, atunci câmpurile din jurul bilelor vor fi aceleași. M. Faraday a demonstrat pentru prima dată acest lucru experimental.
Deci, dacă un conductor gol este plasat într-un câmp electric sau electrizat prin contact cu un corp încărcat, atunci
când sarcinile sunt în echilibru, câmpul din interiorul cavității nu va exista. Aceasta este baza protecției electrostatice. Dacă un dispozitiv este plasat într-o carcasă metalică, atunci câmpurile electrice externe nu vor pătrunde în interiorul carcasei, adică funcționarea și citirile unui astfel de dispozitiv nu vor depinde de prezența și modificarea câmpurilor electrice externe.
Să aflăm acum cum se află sarcinile pe suprafața exterioară a conductorului. Luați o plasă metalică pe două mânere izolatoare, de care sunt lipite foi de hârtie (Fig. 15.16). Dacă încărcați rețeaua și apoi o întindeți (Fig. 15.16, a), atunci frunzele de pe ambele părți ale rețelei se vor dispersa. Dacă plasa este îndoită într-un inel, atunci numai frunzele de pe partea exterioară a plasei deviază (Fig. 15.16, b). Dând grilei o îndoire diferită, se poate asigura că sarcinile sunt situate doar pe partea convexă a suprafeței, iar în acele locuri în care suprafața este mai curbată (rază de curbură mai mică), se acumulează mai multe sarcini.
Deci, sarcina este distribuită uniform numai pe suprafața unui conductor sferic. Cu o formă arbitrară a conductorului, densitatea de sarcină a suprafeței și, prin urmare, intensitatea câmpului lângă suprafața conductorului este mai mare acolo unde curbura suprafeței este mai mare. Densitatea de sarcină este deosebit de mare pe proeminențe și pe marginile conductorului (Fig. 15.17). Acest lucru poate fi verificat prin atingerea diferitelor puncte ale conductorului electrificat cu sonda și apoi electroscopul. Un conductor electrificat, având puncte sau prevăzut cu un vârf, își pierde rapid sarcina. Prin urmare, conductorul, pe care sarcina trebuie stocată o perioadă lungă de timp, nu ar trebui să aibă puncte.
(Gândiți-vă de ce tija unui electroscop se termină într-o minge.)
