Czytałem, że w kondensatorze z naładowanymi równoległymi płytkami linie pola elektrycznego są równoległe pośrodku, ale mają tendencję do odchylania się na zewnątrz ( powodując " frędzle ") w kierunku końców równoległych płyt. Czy ktoś może wyjaśnić, dlaczego tak się naprawdę dzieje? Czy dzieje się tak z powodu braku symetrii, który zwykle występuje w nieskończenie długiej, naładowanej płytce? Jest do pewnego stopnia oczywiste, że pole elektryczne nie jest jednolite na końcach, ale dlaczego miałyby wyginać się tylko na zewnątrz, czy nie mogą wyginać się do wewnątrz?
Komentarze
- Zastanów się, jak powinny wyglądać powierzchnie ekwipotencjalne.
- Czy możesz podać bardziej niezawodne wyjaśnienie? Wydaje się, że nie rozumiem.
Odpowiedź
Jak tworzone jest pole? Ładunki na powierzchni. Jeśli przejdziesz do ramy kwantowej, to nadmiar elektronów na jednej płytce i nadmiar ładunku dodatniego (dziury) na drugiej. Pomyśl o polu elektrycznym generowanym przez elektron. Wychodzi promieniowo. W nieskończonym kondensatorze płytowym dodanie pól, ze względu na symetrię, staje się pionowe. Biorąc pod uwagę wymiary, elektrony na krawędzi będą miały linie promieniowo wychodzące, dodatnie ładunki na drugiej płycie pójdą na spotkanie z nimi ponownie promieniowo, ponieważ taka jest geometria ładunków punktowych. Po stronie znajdującej się w powietrzu nie ma żadnych pól do dodania w kierunku pionu, a kształt jest podobny do kształtu pola w dwóch wymiarach pary + -, w linii prostopadłej do krawędzi.
Odpowiedź
Jest wiele sposobów odpowiedzi na twoje pytanie, ale myślę, że jeden z najprostszych jest następujący:
Załóżmy, że nie ma pola prążkowego, gdy kondensator przechowuje ładunek.
Przenieś ładunek dodatni z zewnętrznej powierzchni płyty ujemnej na zewnątrz płyty dodatniej.
Ponieważ nie ma pola prążkowego, praca wykonana przy przenoszeniu tego dodatniego ładunku między płytami wynosi zero, ale nie może to oznaczać, że nie było różnicy potencjałów między płytami.
Przy obecnym polu prążkowym i słabszym niż pole głęboko wewnątrz kondensatora, przesuń ładunek dodatni wzdłuż linii pola skrajnego z płyty ujemnej do płyty dodatniej.
Potencjał różnica między płytami wynosi $ – \ displaystyle \ int ^ {\ large +} _ {\ large -} \ vec E \ cdot d \ vec s $ .
Chociaż pole prążków jest słabsze niż pole głęboko wewnątrz kondensatora, odpowiednio długość ścieżki larg er, co daje taką samą różnicę potencjałów.
Gdy pole zakrzywi się do wewnątrz, uzyskasz większe natężenie pola i większą długość ścieżki, tj. większa potencjalna różnica.