Jag har läst att i en kondensator med laddade parallella plattor är de elektriska fältlinjerna parallella i mitten, men de tenderar att böjas utåt ( orsakar en " frans ") mot ändarna av de parallella plattorna. Kan någon förklara varför detta verkligen händer? Händer det på grund av bristen på symmetri, som vanligtvis finns i en oändligt lång laddad platta? Det är till viss del uppenbart att det elektriska fältet inte är enhetligt i ändarna, men varför ska de bara böjas utåt, kan de inte böja inåt?
Kommentarer
- Tänk på hur de ekvipotentiella ytorna ska se ut.
- Kan du ge en mer idiotsäker förklaring? Jag verkar inte få dig.
Svar
Hur produceras fältet? Genom laddningar på ytan. Om du går till kvantramen är det överflödiga elektroner på en platta och överflödig positiv laddning (hål) på den andra plattan. Tänk på det elektriska fältet som genereras av en elektron. Det går radiellt ut. I en oändlig plattkondensator blir tillägget av fälten på grund av symmetri vertikal. Med tanke på måtten kommer elektronerna vid kanten att ha linjer radiellt utåt, de positiva laddningarna på den andra plattan kommer att möta dem igen radiellt ut, eftersom det är punktladdarnas geometri. På den sida som är i luften finns det inga fält att lägga till mot vertikalen och formen är som fältformen i två dimensioner av ett par + -, i linjen vinkelrätt mot kanten.
Svar
Det finns många sätt att svara på din fråga men jag tycker att en av de enklaste är följande:
Antag att det inte finns något fransfält när en kondensator lagrar laddning.
Flytta en positiv laddning från utsidan av minusplattan till utsidan av den positiva plattan.
Eftersom det inte finns något fransfält, arbetet med att flytta den positiva laddningen mellan plattorna är noll, men det kan inte vara så att det skulle innebära att det inte fanns någon potentialskillnad över plattorna.
Med ett fransfält närvarande och svagare än fältet djupt inne i kondensatorn, flytta en positiv laddning längs en kantfältlinje från den negativa plattan till den positiva plattan.
Potentialskillnaden mellan plattorna är $ – \ displaystyle \ int ^ {\ large +} _ {\ large -} \ vec E \ cdot d \ vec s $ .
Även om fransfältet är svagare än fältet djupt inne i kondensatorn är väglängden motsvarande larg som resulterar i samma potentialskillnad.
Med fältet böjda inåt skulle du få en större fältstyrka och en större banlängd, dvs. en större potentialskillnad.