В чем заключается явление электростатической индукции кратко

Обновлено: 30.06.2024

Делаем лабораторную по физике: "Экспериментальное изучение электростатического поля".

внешнее электрическое поле вызывает перераспределение зарядов в проводнике, в резалте часть проводника имеет избыточный положительный заряд, а другая отрицательный

Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.

Любая материя состоит из заряженных частиц: электронов и ядер атомов. Электрические свойства вещества определяет реакция заряженных частиц на внешнее электрическое поле. Под воздействием электрического поля заряженные частицы начинают перемещаться. Характер и механизмы движения частиц при этом различны. Но по результату все виды движения заряженных частиц под воздействием внешнего поля, делят на две группы.

При ограниченном смещении зарядов, такие заряды называют связанными, а процесс перемещения связанных зарядов носит название диэлектрической поляризации. Вещества, у которых преобладает поляризация во внешнем поле, называют диэлектриками. Основной макроскопической характеристикой в этом случае служит диэлектрическая проницаемость вещества ( ).

Другая группа веществ состоит из сред, в которых происходит неограниченное смещение зарядов в объемах тел. Такие заряды называют свободными. Направленное движение свободных зарядов называют электрическим током. Свойство материи проводить электрический ток называют электропроводностью. При этом характеристикой электропроводности является удельная проводимость ( ) или величина ей обратная – удельное сопротивление ( ). Вещества, обладающие высокой удельной проводимостью называют проводниками. К типичным проводникам относят металлы.

Если проводник внести в электростатическое поле, то свободные и связанные заряды начинают перемещение. При этом свободные заряды накапливаются на противоположных концах проводника. Они порождают в объеме проводника электростатическое поле, которое имеет направление против внешнего поля. В результате действия этого поля постепенно движение зарядов прекращается, и система приходит в равновесие. В равновесии электрическое поле в проводнике становится равным нулю, диэлектрическая поляризация и электрический ток становятся равны нулю. При этом концентрация свободных зарядов, которые накопились на противоположных поверхностях проводника, является максимальной. Данные заряды локализованы в тонком поверхностном слое проводника. Их характеризуют при помощи поверхностной плотности заряда ( ). Заряды, которые возникли на противоположных концах проводника, помещенного в электростатическое поле называют индуцированными.

Явление возникновения индуцированных зарядов называют электростатической индукцией. Самой существенной особенностью индуцированных зарядов является то, что их можно разделить механически. При диэлектрической поляризации такое не представляется возможным.

И так, электрические заряды в проводниках способны перемещаться. Если к незаряженному проводнику поднести электрический заряд, то заряды противоположного знака переместятся к этому заряду, а такого же знака отодвинутся от него. При этом наш проводник в целом буде иметь нулевой заряд. В соответствии с законом Кулона сила взаимодействия между зарядами обратно пропорциональная расстоянию между ними. Получится, что незаряженный проводник будет притягиваться к поднесенному к нему заряду.

Если индуцирующий заряд убрать, то проводник вернется в нейтральное состояние. Если индуцирующий заряд оставить на месте, при этом отделить ближнюю и дальние части проводника, изолировав их, то каждая из частей будет нести заряд, имеющий равный по модулю и противоположный по знаку. Электростатические машины устроены в по такому принципу. Они повторяют операции накопления и разделения зарядов.

Определение электростатической индукции

Явлением электростатической индукции называют процесс возникновения собственного электростатического поля у тела, если оно помещено во внешнее электрическое поле.

Данное явление вызвано перераспределением зарядов внутри проводников и поляризацией диэлектриков. При этом внешнее электростатическое поле может искажаться индуцированным полем.

Примеры решения задач

Задание

Как используя явление индукции определить знак заряда на электроскопе?

Решение

Определить знак заряда на электроскопе можно, если приблизить к нему тело несущее заряд известного знака. При этом если знак заряда электроскопа совпадает со знаком заряда на пробном теле (рис.1(а)), то листки электроскопа расходятся на больший угол, если заряды на теле и электроскопе противоположны, то листки электроскопа сближаются (рис.1(б)). На рис.1 пунктиром обозначено положение листков электроскопа до сближения его с заряженным телом.

Это происходит потому, что когда подносят к шару электроскопа заряженное тело, то на стержне прибора возникают индуцированные заряды. При этом на внешнем конце стержня появляются заряды противоположного знака (у нас отрицательные), на внутреннем конце того же знака, что у подносимого тела (у нас положительные). Значит, если на электроскопе был изначально заряд такой же, что на теле, то суммарный заряд листков растет, при этом угол расхождения листков увеличивается. Если электроскоп и тело несут заряды противоположных знаков, то листки отклоняются на меньший угол, так как часть заряда электроскопа будет компенсирована, заряд на нем уменьшится.

Электростатическая индукция — явление наведения собственного электростатического поля, при действии на тело внешнего электрического поля. Явление обусловлено перераспределением зарядов внутри проводящих тел, а также поляризацией внутренних микроструктур [1] у непроводящих тел. Внешнее электрическое поле может значительно исказиться вблизи тела с индуцированным электрическим полем.

Содержание

Электростатическая индукция в проводниках

Перераспределение зарядов в хорошо проводящих металлах при действии внешнего электрического поля происходит до тех пор, пока заряды внутри тела практически полностью не скомпенсируют внешнее электрическое поле. При этом на противоположных сторонах [2] проводящего тела появятся противоположные наведённые (индуцированные) заряды.

Электростатическая индукция в диэлектриках

Диэлектрики в электростатическом поле поляризуются.

Применение

Наиболее массовое применение находит основанная на данном явлении электростатическая защита приборов и соединительных цепей.

Данный эффект используется в ряде приборов, например в генераторе Ван де Граафа.

Ссылки

Примечания

↑ атомов, молекул, кристаллических решёток и т.п.
↑ относительно внешнего электрического поля

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Электростатическая индукция" в других словарях:

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ — появление (наведение) электрических зарядов разного знака на противоположных участках поверхности проводника или диэлектрика в электростатическом поле … Большой Энциклопедический словарь

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ — наведение электрич. заряда в проводниках или диэлектриках, помещённых в пост. электрич. поле. В проводниках квазисвободные эл ны перемещаются под действием внеш. электрич. поля до тех пор, пока заряд не перераспределится так, что создаваемое им… … Физическая энциклопедия

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ — перераспределение зарядов на поверхности проводника или поляризация диэлектрика под действием стороннего электрич. поля E ст(r). Вследствие Э. и. у электрически нейтральных (в целом) тел появляется индуцированный электрич. диполь ный момент р е и … Физическая энциклопедия

Электростатическая индукция — появление электрических зарядов на отдельных частях проводящего тела под влиянием электростатического поля. Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 09.01.2003… … Официальная терминология

электростатическая индукция — Появление электрических зарядов на отдельных частях проводящего тела под влиянием электростатического поля. [ГОСТ Р 52002 2003] EN electric induction phenomenon in which the electric charge distribution in a body is modified by an electric field… … Справочник технического переводчика

электростатическая индукция — появление (наведение) электрический зарядов разного знака на противоположных участках поверхности проводника или диэлектрика в электростатическом поле. * * * ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ, появление (наведение)… … Энциклопедический словарь

электростатическая индукция — elektrostatinė indukcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electrostatic induction; electrostatic influence vok. elektrostatische Induktion, f; elektrostatische Influenz, f rus. электростатическая индукция, f pranc. induction… … Fizikos terminų žodynas

электростатическая индукция — 20 электростатическая индукция Появление электрических зарядов на отдельных частях проводящего тела под влиянием электростатического поля Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и определения основных понятий оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ — явление наведения электрич. зарядов на проводящем теле под действием внеш. электростатич. поля. Э. и. используется, напр., для электрич. экранирования, т. е. для защиты к. л. приборов или элементов электрич. схемы от влияния внеш. электрич. полей … Большой энциклопедический политехнический словарь

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИНДУКЦИЯ — появление (наведение) электрич. зарядов разного знака на противоположных участках поверхности проводника или диэлектрика в электростатич. поле … Естествознание. Энциклопедический словарь

Определение. Явление электростатической индукции – перераспределение зарядов внутри проводника под действием внешнего электрического поля. В результате возникает наведенное электростатическое поле.

Рассмотрим взаимодействие проводящей нейтральной гильзы, висящей на изолирующей линии и заряженной палочки. Например, палочка заряжена отрицательно:

F_>F_ , т.к. расстояние от палочки до положительного заряда меньше, чем до отрицательного \Rightarrow гильза притянется к палочке.

Затем она коснется палочки, зарядится отрицательно и зависнет в положении равновесия.

Если палочка заряжена положительно, гильза все равно притянется к ней:

Метод изображений

Граничные поверхности заменяют добавочными источниками электростатического поля, называемые источниками-изображениями, которые строят так же, как отражение в зеркале в геометрической оптике.

Например, найдем силу взаимодействия точечного заряда и проводящей плоскости.

Читайте также: