Čo je elektrické pole?
Nabitú nábojnicu zavesíme na závit a privedieme k nej zelektrizovanú sklenenú tyč. Dokonca aj bez priameho kontaktu sa objímka na nite odchyľuje od zvislej polohy a je priťahovaná k tyči (obr. 13).
Nabité telá, ako vidíme, sú schopné vzájomnej interakcie na diaľku. Ako sa činnosť prenáša z jedného z týchto orgánov do druhého? Možno je to všetko o vzduchu medzi nimi? Poďme to zistiť skúsenosťami.
Nabitý elektroskop (s odstránenými sklami) umiestnime pod zvon vzduchovej pumpy, po ktorej spod nej odčerpáme vzduch. Uvidíme, že v bezvzduchovom priestore sa listy elektroskopu budú stále odpudzovať (obr. 14). To znamená, že vzduch sa nezúčastňuje prenosu elektrickej interakcie. Pomocou čoho sa potom uskutočňuje rovnaká interakcia nabitých telies? Odpoveď na túto otázku dali vo svojich prácach anglickí vedci M. Faraday (1791-1867) a J. Maxwell (1831-1879).
Podľa učenia Faradaya a Maxwella sa priestor obklopujúci nabité teleso líši od priestoru okolo neelektrifikovaných telies. Okolo nabitých telies je elektrické pole. Pomocou tohto poľa sa uskutočňuje elektrická interakcia.
Elektrické lúka je špeciálny druh hmoty, ktorý sa líši od hmoty a existuje okolo akýchkoľvek nabitých telies.
Nie je možné ho vidieť ani sa ho dotknúť. Existenciu elektrického poľa možno posúdiť iba podľa jeho činnosti.
Základné vlastnosti elektrického poľa
Jednoduché experimenty umožňujú stanoviť základné vlastnosti elektrického poľa.
1. Elektrické pole nabitého telesa pôsobí určitou silou na akékoľvek iné nabité teleso, ktoré sa nachádza v tomto poli..
Dokazujú to všetky experimenty o interakcii nabitých telies. Tak napríklad na nabitú objímku, ktorá bola v elektrickom poli elektrifikovanej tyče (pozri obr. 13), pôsobila príťažlivá sila.
2. V blízkosti nabitých telies je pole, ktoré vytvárajú, silnejšie a oveľa slabšie.
Aby sme si to overili, vráťme sa opäť k experimentu s nabitou nábojnicou (pozri obr. 13). Začnime približovať stojan s nábojnicou k nabitému prútiku. Uvidíme, že ako sa objímka približuje k palici, uhol odklonu nite od vertikály sa bude zväčšovať a zväčšovať (obr. 15). Zväčšenie tohto uhla naznačuje, že čím bližšie je objímka k zdroju elektrického poľa (elektrifikovaná palica), tým väčšia sila na ňu toto pole pôsobí. To znamená, že v blízkosti nabitého telesa je ním vytvorené pole silnejšie ako ďaleko.
Treba mať na pamäti, že na nabitú objímku nepôsobí len nabitá tyčinka svojím elektrickým poľom, ale objímka zasa pôsobí na tyčinku svojím elektrickým poľom. V takom vzájomnom pôsobení na seba a prejavuje elektrická interakcia nabité telá.
Elektrické pole sa prejavuje aj pri pokusoch s dielektrikami. Keď je dielektrikum v elektrickom poli, kladne nabité časti jeho molekúl (atómové jadrá) sa pôsobením poľa posúvajú v jednom smere a záporne nabité časti (elektróny) sa posúvajú v opačnom smere. Tento jav sa nazýva dielektrická polarizácia. Práve polarizácia vysvetľuje najjednoduchšie pokusy o priťahovaní ľahkých papierikov elektrifikovaným telesom. Tieto kúsky sú vo všeobecnosti neutrálne. V elektrickom poli zelektrizovaného telesa (napríklad sklenenej tyčinky) sú však polarizované. Na povrchu dielca, ktorý je bližšie k palici, sa objaví náboj v opačnom znamienku ako náboj palice. Interakcia s ním vedie k priťahovaniu kúskov papiera k elektrifikovanému telu.
elektrická sila
Sila, ktorou elektrické pole pôsobí na nabité teleso (alebo časticu), sa nazýva elektrická sila:
Fel- elektrická sila.
Pôsobením tejto sily získava častica v elektrickom poli zrýchlenie a, ktorý možno určiť pomocou druhého Newtonovho zákona:
kde m je hmotnosť danej častice.
Od čias Faradaya sa na grafické znázornenie elektrického poľa bežne používalo siločiary.
Elektrické siločiary sú čiary označujúce smer sily pôsobiacej v tomto poli na kladne nabitú časticu v ňom umiestnenú. Siločiary poľa vytvoreného kladne nabitým telesom sú znázornené na obrázku 16, a. Obrázok 16, b znázorňuje siločiary poľa vytvoreného záporne nabitým telesom.
Podobný obraz možno pozorovať pomocou jednoduchého zariadenia tzv elektrický sultán. Keď ho informujeme o náboji, uvidíme, ako sa všetky jeho papierové prúžky rozptýlia v rôznych smeroch a budú umiestnené pozdĺž siločiar elektrického poľa (obr. 17).
Keď nabitá častica vstúpi do elektrického poľa, jej rýchlosť v tomto poli sa môže zvýšiť alebo znížiť. Ak je náboj častice q>0, potom sa pri pohybe po siločiarach zrýchli a pri pohybe v opačnom smere sa spomalí. Ak je náboj častice q<0, то все будет наоборот ее скорость будет уменьшаться при движении в направлении силовых линий и увеличиваться при движении в противоположном направлении.
Je zaujímavé vedieť
Z dnešnej témy o elektrickom poli sme sa dozvedeli, že existuje v priestore, ktorý je okolo elektrického náboja.
Pozrime sa, ako pomocou siločiar, ktoré majú smer, možno toto elektrické pole znázorniť pomocou grafov:
Pravdepodobne vás bude zaujímať, že v našej atmosfére fungujú elektrické polia rôznej sily. Ak vezmeme do úvahy elektrické pole z hľadiska vesmíru, potom má Zem zvyčajne záporný náboj, ale spodná časť oblakov je kladná. A také nabité častice, ako sú ióny, sú obsiahnuté vo vzduchu a jeho obsah sa mení v závislosti od rôznych faktorov. Tieto faktory závisia tak od ročného obdobia, ako aj od poveternostných podmienok a frekvencie atmosféry.
A keďže atmosféra je preniknutá týmito časticami, ktoré sú v neustálom pohybe a vyznačujúce sa zmenami buď na kladné alebo záporné ióny, majú tendenciu ovplyvňovať pohodu a zdravie človeka. A najzaujímavejšie je, že veľká prevaha kladných iónov v atmosfére môže spôsobiť nepohodlie v našom tele.
Biologický účinok elektromagnetického poľa
A teraz si povedzme niečo o biologickom účinku EMP na ľudské zdravie a jeho vplyve na živé organizmy. Ukazuje sa, že živé organizmy, ktoré sa nachádzajú v zóne vplyvu elektromagnetického poľa, podliehajú silným faktorom jeho vplyvu.
Dlhý pobyt v poli elektromagnetického poľa negatívne ovplyvňuje zdravie a pohodu človeka. Takže napríklad u osoby s alergickými ochoreniami môže takéto vystavenie EMP spôsobiť epileptický záchvat. A pri dlhšom pobyte človeka v elektromagnetickom poli môžu vzniknúť ochorenia nielen srdcovo-cievneho a nervového systému, ale aj onkologické ochorenia.
Vedci dokázali, že tam, kde je silné pôsobenie elektrického poľa, možno pozorovať zmeny správania aj u hmyzu. Tento negatívny vplyv sa môže prejaviť vo forme agresivity, úzkosti a zníženej výkonnosti.
Pod takýmto vplyvom možno pozorovať abnormálny vývoj aj medzi rastlinami. Vplyvom elektromagnetického poľa v rastlinách sa môže meniť veľkosť, tvar a počet okvetných lístkov.
Zaujímavé fakty súvisiace s elektrinou
Objavy v oblasti elektriny sú jedným z najdôležitejších výdobytkov človeka, pretože moderný život bez tohto objavu je dnes už len ťažko predstaviteľný.
Viete, že v niektorých častiach Afriky a Južnej Ameriky sú dediny, kde stále nie je elektrina. A viete, ako sa ľudia z tejto situácie dostanú? Ukazuje sa, že osvetľujú svoje domovy pomocou hmyzu, ako sú svetlušky. Týmto hmyzom plnia sklenené nádoby a svetlo získavajú pomocou svetlušiek.
Viete o schopnosti včiel akumulovať kladný náboj elektriny počas letu? Ale kvety majú záporný elektrický náboj a vďaka tomu je ich peľ priťahovaný k telu včiel. Najzaujímavejšie však je, že pole takéhoto kontaktu medzi včelou a kvetom mení elektrické pole rastliny a dáva akoby signál ostatným včelím jedincom o absencii peľu na tejto rastline.
Ale vo svete rýb sú najznámejšími elektrickými lovcami rejnoky. Aby svoju korisť zneškodnil, raja ju paralyzuje elektrickými výbojmi.
Vedeli ste, že elektrické úhory majú najsilnejší elektrický výboj. Tieto sladkovodné ryby majú vybíjacie napätie, ktoré môže dosiahnuť 800 V.
Domáca úloha
1. Čo je to elektrické pole?
2. Aký je rozdiel medzi poľom a látkou?
3. Uveďte hlavné vlastnosti elektrického poľa.
4. Čo označujú siločiary elektrického poľa?
5. Ako sa v elektrickom poli pohybuje zrýchlenie nabitej častice?
6. V akom prípade elektrické pole zvyšuje rýchlosť častice a v akom ju znižuje?
7. Prečo sú neutrálne kúsky papiera priťahované k elektrifikovanému telu?
8. Vysvetlite, prečo sa po nabití elektrického sultána jeho papierové prúžky rozchádzajú v rôznych smeroch.
Experimentálna úloha.
Elektrifikujte hrebeň na vlasoch, potom sa ho dotknite malým kúskom vaty (chmýří). Čo sa stane s bavlnou? Vytraste chmýří z hrebeňa a keď je vo vzduchu, nechajte ho stúpať v rovnakej výške, pričom v určitej vzdialenosti nahradíte elektrifikovaný hrebeň zospodu. Prečo chmýří prestane padať? Čo ju udrží vo vzduchu?
S.V. Gromov, I.A. Vlasť, 9. ročník fyziky
Okolo náboja alebo nabitého telesa v priestore vzniká elektrické pole. V tomto poli je akýkoľvek náboj ovplyvnený elektrostatickou Coulombovou silou. Pole je forma hmoty, ktorá prenáša silové interakcie medzi makroskopickými telesami alebo časticami, ktoré tvoria látku. V elektrostatickom poli dochádza k silovej interakcii nabitých telies. Elektrostatické pole - stacionárne elektrické pole, je špeciálny prípad elektrického poľa vytvoreného stacionárnymi nábojmi.
Elektrické pole je v každom bode priestoru charakterizované dvoma charakteristikami: silou - vektorom elektrickej intenzity a energiou - potenciálom, čo je skalárna veličina. Sila daného bodu elektrického poľa je vektorová fyzikálna veličina, číselne rovnaká a zhodná v smere so silou pôsobiacou z poľa na jednotkový kladný náboj umiestnený v uvažovanom bode poľa:
Siločiara elektrického poľa je priamka, dotyčnice, ku ktorým v každom bode určujú smery vektorov intenzity zodpovedajúcich bodov elektrického poľa. Počet 0 siločiar prechádzajúcich jednotkovou plochou kolmou k týmto čiaram sa numericky rovná veľkosti vektora intenzity elektrického poľa v strede tejto oblasti. Elektrostatické siločiary začínajú pri kladnom náboji a idú do nekonečna pre pole vytvorené týmto nábojom. Pre pole vytvorené záporným nábojom prichádzajú siločiary od nekonečna k náboju.
Potenciál elektrostatického poľa v danom bode je skalárna hodnota, ktorá sa číselne rovná potenciálnej energii jediného kladného náboja umiestneného v danom bode poľa:
Práca vykonaná silami elektrostatického poľa pri pohybe bodového elektrického náboja sa rovná súčinu tohto náboja a potenciálneho rozdielu medzi počiatočným a koncovým bodom dráhy:
kde a sú potenciály počiatočných a konečných bodov poľa pri pohybe náboja.
Intenzita súvisí s potenciálom elektrostatického poľa vzťahom:
Potenciálny gradient udáva smer najrýchlejšej zmeny potenciálu pri pohybe v smere kolmom na povrch s rovnakým potenciálom.
Intenzita poľa sa číselne rovná zmene potenciálu na jednotku dĺžky , počítané v smere kolmom na povrch rovnakého potenciálu a smerované v smere jeho poklesu (znamienko mínus):
Miesto bodov elektrického poľa, ktorých potenciály sú rovnaké, sa nazýva ekvipotenciálna plocha alebo plocha s rovnakým potenciálom. Vektor intenzity každého bodu elektrického poľa je kolmý na ekvipotenciálnu plochu vedenú cez tento bod. Na obr. 1 je graficky znázornené elektrické pole tvorené kladným bodovým nábojom a záporne nabitou rovinou R.
Plné čiary sú ekvipotenciálne plochy s potenciálmi , , atď., bodkované čiary sú siločiary poľa, ich smer je znázornený šípkou.
Čo nám umožňuje tvrdiť, že okolo nabitého telesa je elektrické pole?
- Prítomnosť elektromagnetického napätia a vírových polí.
- pôsobenie elektrického poľa na náboj.
jednoduchá skúsenosť:
1. Vezmeš si drevenú paličku a hodvábnou niťou na ňu priviažeš návlek z lesklého čokoládového obalu.
2. otrite rukoväť o vlasy alebo vlnu
3. prisuňte rukoväť k objímke - objímka sa vychýli
to nám umožňuje tvrdiť, že okolo nabitého telesa (v tomto prípade pera je elektrické pole))) - pomôže mi niekto vyriešiť problém
http://answer.mail.ru/question/94520561 - je to v učebnici)
- Odkaz (electrono.ru Intenzita elektrického poľa, elektrické. .)
- V priestore okolo elektricky nabitého telesa sa nachádza elektrické pole, ktoré je jedným z druhov hmoty. Elektrické pole má zásobáreň elektrickej energie, ktorá sa prejavuje vo forme elektrických síl pôsobiacich na nabité telesá v poli.
Elektrické pole je konvenčne znázornené vo forme elektrických siločiar, ktoré ukazujú smer pôsobenia elektrických síl vytvorených elektrickým poľom.
Elektrické siločiary sa rozchádzajú v rôznych smeroch od kladne nabitých telies a zbiehajú sa v telesách so záporným nábojom. Pole vytvorené dvoma plochými opačne nabitými rovnobežnými doskami sa nazýva rovnomerné.
Elektrické pole možno zviditeľniť umiestnením sadrových častíc suspendovaných v tekutom oleji: otáčajú sa pozdĺž poľa umiestneného pozdĺž jeho siločiar. Homogénne pole je elektrické pole, ktorého intenzita je vo všetkých bodoch priestoru rovnaká vo veľkosti a smere.Wikipedia: Na kvantifikáciu elektrického poľa sa zavádza silová charakteristika - sila elektrického poľa - vektorová fyzikálna veličina rovnajúca sa pomeru sily, ktorou pole pôsobí na kladný testovací náboj umiestnený v danom bode v priestore, k veľkosti tohto poplatku. Smer vektora napätia sa v každom bode priestoru zhoduje so smerom sily pôsobiacej na kladný skúšobný náboj.
Pole medzi dvoma opačne nabitými plochými kovovými doskami je približne rovnomerné. V rovnomernom elektrickom poli sú čiary napätia navzájom rovnobežné. - Nabite sa a vysypte na seba chmýří z vankúša. Všetko bude veľmi jasné.
- Ak k prvému elektricky nabitému objektu prinesiete ďalší, aj el. nabitý objekt, môžete vidieť ich interakciu, ktorá dokazuje existenciu elektrického poľa.
- Umožňuje čítať fyzikálne zákony
- Elektrické pole je špeciálna forma hmoty, ktorá existuje okolo telies alebo častíc, ktoré majú elektrický náboj, ako aj vo voľnej forme v elektromagnetických vlnách. Elektrické pole je priamo neviditeľné, ale možno ho pozorovať jeho pôsobením a pomocou prístrojov. Hlavným pôsobením elektrického poľa je zrýchlenie telies alebo častíc, ktoré majú elektrický náboj.
Elektrické pole možno považovať za matematický model, ktorý popisuje hodnotu intenzity elektrického poľa v danom bode v priestore. Douglas Giancoli napísal: „Treba zdôrazniť, že pole nie je druh hmoty; správnejšie, ide o mimoriadne užitočný koncept... Otázka „reality“ a existencie elektrického poľa je vlastne filozofická, ba až metafyzická otázka. Vo fyzike sa koncept poľa mimoriadne osvedčil – je to jeden z najväčších výdobytkov ľudskej mysle.
Elektrické pole je jednou zo zložiek jediného elektromagnetického poľa a prejavom elektromagnetickej interakcie.
Fyzikálne vlastnosti elektrického poľa
V súčasnosti veda ešte nedospela k pochopeniu fyzikálnej podstaty takých polí ako elektrické, magnetické a gravitačné, ako aj ich vzájomnej interakcie. Doteraz boli len popísané výsledky ich mechanického pôsobenia na nabité telesá a existuje aj teória elektromagnetického vlnenia, popísaná Maxwellovými rovnicami.Efekt poľa - Efekt poľa spočíva v tom, že pri pôsobení elektrického poľa na povrch elektricky vodivého prostredia v jeho povrchovej vrstve sa mení koncentrácia voľných nosičov náboja. Tento efekt je základom činnosti tranzistorov s efektom poľa.
Hlavným pôsobením elektrického poľa je silové pôsobenie na stacionárne (vo vzťahu k pozorovateľovi) elektricky nabité telesá alebo častice. Ak je nabité teleso fixované v priestore, potom sa pôsobením sily nezrýchľuje. Magnetické pole (druhá zložka Lorentzovej sily) tiež pôsobí silou na pohybujúce sa náboje.
Pozorovanie elektrického poľa v každodennom živote
Aby sa vytvorilo elektrické pole, je potrebné vytvoriť elektrický náboj. Natrite si nejaký druh dielektrika na vlnu alebo niečo podobné, ako napríklad plastové pero na vlastné vlasy. Na rukoväti sa vytvorí náboj a okolo nej sa vytvorí elektrické pole. Nabité pero k sebe pritiahne malé útržky papiera. Ak potriete o vlnu predmet väčšej šírky, napríklad gumičku, v tme môžete vidieť malé iskry vznikajúce pri elektrických výbojoch.Elektrické pole sa často vyskytuje v blízkosti televíznej obrazovky, keď je televízor zapnutý alebo vypnutý. Toto pole je možné cítiť jeho pôsobením na chĺpky na rukách alebo tvári.
Ako viete, charakteristickým znakom vodičov je, že vždy obsahujú veľké množstvo mobilných nosičov náboja, t.j. voľných elektrónov alebo iónov.
Vo vnútri vodiča sa tieto nosiče náboja vo všeobecnosti pohybujú náhodne. Ak je však vo vodiči elektrické pole, tak ich usporiadaný pohyb v smere pôsobenia elektrických síl sa superponuje na chaotický pohyb nosičov. K tomuto usmernenému pohybu mobilných nosičov náboja vo vodiči vplyvom poľa dochádza vždy tak, že pole vo vnútri vodiča je oslabené. Keďže počet mobilných nosičov náboja vo vodiči je veľký, kov obsahuje rádovo voľné elektróny), dochádza k ich pohybu pôsobením poľa, až kým pole vo vnútri vodiča úplne nezmizne. Poďme zistiť podrobnejšie, ako sa to deje.
Vo vonkajšom elektrickom poli E nech sa umiestni kovový vodič pozostávajúci z dvoch častí tesne pritlačených k sebe (obr. 15.13). Voľné elektróny v tomto vodiči sú ovplyvnené poľnými silami smerujúcimi doľava, t.j. oproti vektoru intenzity poľa. (Vysvetlite prečo.) V dôsledku posunutia elektrónov týmito silami sa na pravom konci vodiča objaví prebytok kladných nábojov a na ľavom konci prebytok elektrónov. Preto medzi koncami vodiča vzniká vnútorné pole (pole vytesnených nábojov), ktoré na obr. 15.13 je znázornené bodkovanými čiarami. Vnútri
vodič, toto pole smeruje k vonkajšiemu a každý voľný elektrón zostávajúci vo vodiči pôsobí silou smerujúcou doprava.
Najprv je sila väčšia ako sila a ich výslednica smeruje doľava. Preto sa elektróny vo vnútri vodiča naďalej posúvajú doľava a vnútorné pole sa postupne zvyšuje. Keď sa na ľavom konci vodiča nahromadí dostatok voľných elektrónov (stále tvoria zanedbateľný zlomok ich celkového počtu), sila sa rovná sile a ich výslednica sa bude rovnať nule. Potom sa voľné elektróny zostávajúce vo vodiči budú pohybovať iba náhodne. To znamená, že intenzita poľa vo vnútri vodiča je nulová, t.j. pole vo vnútri vodiča zmizlo.
Takže, keď vodič vstúpi do elektrického poľa, je elektrifikovaný tak, že na jednom z jeho koncov vzniká kladný náboj a na druhom záporný náboj rovnakej veľkosti. Takáto elektrifikácia sa nazýva elektrostatická indukcia alebo elektrifikácia vplyvom. Všimnite si, že v tomto prípade sa prerozdeľujú iba vlastné náboje vodiča. Ak sa teda takýto vodič z poľa vyberie, jeho kladný a záporný náboj sa opäť rovnomerne rozloží po celom objeme vodiča a všetky jeho časti sa stanú elektricky neutrálnymi.
Je ľahké overiť, že na opačných koncoch vodiča elektrizovaného vplyvom sú skutočne rovnaké množstvá nábojov opačného znamienka. Tento vodič rozdelíme na dve časti (obr. 15.13) a následne ich odstránime z poľa. Pripojením každej z častí vodiča na samostatný elektroskop sa postaráme o ich nabitie. (Zamyslite sa nad tým, ako môžete ukázať, že tieto náboje sú opačného znamienka.) Ak obe časti opäť spojíte tak, aby tvorili jeden vodič, zistíme, že náboje sú neutralizované. To znamená, že pred spojením boli náboje na oboch častiach vodiča rovnakej veľkosti a opačného znamienka.
Čas, počas ktorého je vodič vplyvom vplyvu elektrifikovaný, je taký krátky, že rovnováha nábojov na vodiči nastane takmer okamžite. V tomto prípade sa napätie, a tým aj potenciálny rozdiel vo vodiči, všade rovná nule. Potom pre ľubovoľné dva body vo vnútri vodiča platí vzťah
Preto, keď sú náboje na vodiči v rovnováhe, potenciál všetkých jeho bodov je rovnaký. To platí aj pre vodič zelektrizovaný kontaktom s nabitým telesom. Vezmite vodivú guľu a umiestnite náboj do bodu M na jej povrchu (obr. 15.14). Potom sa vo vodiči na krátky čas objaví pole a v bode M - prebytok náboja. Pod vplyvom síl tohto poľa
náboj je rovnomerne rozložený po celom povrchu gule, čo vedie k zániku poľa vo vnútri vodiča.
Takže bez ohľadu na to, ako je vodič elektrifikovaný, keď sú náboje v rovnováhe, vo vodiči nie je žiadne pole a potenciál všetkých bodov vodiča je rovnaký (vo vnútri aj na povrchu vodiča). Zároveň samozrejme existuje pole mimo elektrifikovaného vodiča a jeho napínacie čiary sú kolmé (kolmé) k povrchu vodiča. Vidno to z nasledujúcej diskusie. Ak by čiara napätia bola niekde naklonená k povrchu vodiča (obr. 15.15), potom by sa sila pôsobiaca na náboj v tomto bode povrchu mohla rozložiť na zložky. povrchu, náboje by sa pohybovali po povrchu vodiča, čo, ak by nemala nastať rovnováha nábojov. Preto, keď sú náboje na vodiči v rovnováhe, jeho povrch je ekvipotenciálny povrch.
Ak vo vnútri nabitého vodiča nie je žiadne pole, potom musí byť objemová hustota nábojov v ňom (množstvo elektriny na jednotku objemu) všade nulová.
V skutočnosti, ak by bol náboj v akomkoľvek malom objeme vodiča, potom by okolo tohto objemu existovalo elektrické pole.
V teórii poľa je dokázané, že v rovnováhe je celý nadbytočný náboj elektrifikovaného vodiča umiestnený na jeho povrchu. To znamená, že celé vnútro tohto vodiča sa dá vybrať a nič sa nezmení na usporiadaní nábojov na jeho povrchu. Napríklad, ak rovnako elektrifikujete dve osamelé kovové gule rovnakej veľkosti, z ktorých jedna je plná a druhá je dutá, potom budú polia okolo guľôčok rovnaké. M. Faraday to najskôr dokázal experimentálne.
Takže, ak je dutý vodič umiestnený v elektrickom poli alebo elektrifikovaný kontaktom s nabitým telom, potom
keď sú náboje v rovnováhe, pole vo vnútri dutiny nebude existovať. Toto je základ elektrostatickej ochrany. Ak je zariadenie umiestnené v kovovom puzdre, vonkajšie elektrické polia nepreniknú dovnútra puzdra, t.j. prevádzka a údaje takéhoto zariadenia nebudú závisieť od prítomnosti a zmeny vonkajších elektrických polí.
Teraz zistime, ako sú náboje umiestnené na vonkajšom povrchu vodiča. Vezmite kovovú sieť na dve izolačné rukoväte, na ktoré sú prilepené papierové listy (obr. 15.16). Ak nabijete mriežku a potom ju roztiahnete (obr. 15.16, a), potom sa listy na oboch stranách mriežky rozptýlia. Ak je pletivo ohnuté do krúžku, potom sa odchyľujú iba listy na vonkajšej strane pletiva (obr. 15.16, b). Tým, že mriežke poskytneme iný ohyb, je možné zabezpečiť, aby sa náboje nachádzali len na konvexnej strane povrchu a v tých miestach, kde je povrch zakrivenejší (menší polomer zakrivenia), sa nahromadí viac nábojov.
Náboj je teda rovnomerne rozložený iba po povrchu guľového vodiča. Pri ľubovoľnom tvare vodiča je hustota povrchového náboja a tým aj intenzita poľa v blízkosti povrchu vodiča väčšia tam, kde je zakrivenie povrchu väčšie. Hustota náboja je obzvlášť vysoká na výstupkoch a na okrajoch vodiča (obr. 15.17). Dá sa to overiť dotykom rôznych bodov elektrifikovaného vodiča so sondou a potom elektroskopom. Elektrifikovaný vodič, ktorý má hroty alebo je vybavený hrotom, rýchlo stráca náboj. Preto by vodič, na ktorom musí byť náboj dlho uložený, nemal mať hroty.
(Zamyslite sa nad tým, prečo tyč elektroskopu končí v guli.)
