Anyagok az elektrosztatikai mezőben

Az elektromos megosztás

Kérdés:

Az elektromosan semleges fémet miért vonzza a töltött test?

Magyarázat:

A semleges vezetőben eredetileg a kétféle töltés egyenletes eloszlású, de a külső elektromos mező hatására szétválik, dipólus keletkezik.

Mivel a töltött test felőli oldalra az ellentétes előjelű töltések halmozódnak fel, a semleges testre vonzóerő hat.

A töltés elhelyezkedése a vezetőn

Kérdés:

Ha elektromosan feltöltünk egy vezető anyagot, hol helyezkednek el benne a töltések?

KÍSÉRLET A FARADAY-KALITKÁVAL!

Magyarázat:

A vezetőre vitt töltés a vezető külső felületén helyezkedik el, akkor is, ha a belső teret a vezető anyaga tölti ki.

Az azonos nemű töltések taszítják egymást, így igyekeznek minél messzebb kerülni egymástól.

Következmény:

Zárt vezetőfelülettel árnyékolt térrészben a térerősség zérus, és pontjai ekvipotenciálisak.

Példák:

• A gépkocsik fémkarosszériája, a repülőgépek fémborítású utastere Faraday-kalitkaként viselkedik, védi a benn lévőket egy esetleges villámcsapás következményeitől.

• A magasfeszültségű távvezetékek karbantartásakor a szerelőket fémszálakkal sűrűn átszőtt védőruha óvja az áramütéstől.

Kérdés:

Mennyi töltés halmozható fel egy vezetődarab felületén?Válasz:

Addig vihetünk fel újabb és újabb töltéseket a vezetőre, amíg annak potenciálja kisebb, mint azé a töltött testté, amellyel a feltöltést végezni akarjuk. Kérdés:

Mennyi erővonal indul ki egy Q töltésű r sugarú tömör fémgömb felületéről?

Válasz:

Ugyanannyi, mintha a gömb helyett, annak a középpontjában egy Q pontszerű töltés helyezkedne el.

Kérdés:

Hogyan oszlik meg a töltés és a térerősség általában, a különbözőalakú fémtestek külső felületén?

A feltöltött vezető csúcsai, élei mentén

jóval nagyobb a térerősség, mint a kevésbé görbült

felületeknél.

A csúcsokon kialakuló nagy térerősség a levegő

molekuláit magához vonzza, majd azok feltöltődése után taszítja elektromos szél.

A villámhárító is ezt a jelenséget használja ki.

Elektromos megosztás

A villámhárító csúcsán kialakuló

igen erős elektromos tér hatására a levegő

ionizálódik, azaz vezetővé válik, így a

felhő elektromos kisülése a talaj felé

megtörténik.