Ինչու է լիցքերը կուտակվում հաղորդչի սևեռված շրջանում
Առարկայի սուր մասերում լիցքերի հավաքածուն կարելի է բացատրել էլեկտրոստատիկայի մի քանի հիմնական սկզբունքներով: Այստեղ է մանրամասն բացատրությունը:
1. Էլեկտրական դաշտի ուժի և կորության շառավղի հարաբերությունը
Առարկայի մակերեւույթի վրա էլեկտրական դաշտի գիծը պետք է լինի ուղղահայաց մակերեւույթին: Սա նշանակում է, որ առարկայի մակերեւույթի ցանկացած կետում էլեկտրական դաշտի ուժը E հակադարձ համամասնական է կորության շառավղի R-ին: Մաթեմատիկորեն դա կարելի է արտահայտել այսպես:
E∝ 1/R
E∝ 1/R
Սուր մասերում կորության շառավիղը R փոքր է, ուստի էլեկտրական դաշտի ուժը E մեծ է: Հակառակ դեպքում, հարթ կամ դառնալի մասերում կորության շառավիղը R մեծ է, և էլեկտրական դաշտի ուժը E փոքր է:
2. Լիցքի խտության և էլեկտրական դաշտի ուժի հարաբերությունը
Գաուսի օրենքի համաձայն, առարկայի մակերեւույթի վրա լիցքի խտությունը σ ուղիղ համամասնական է էլեկտրական դաշտի ուժի E-ին:
E:σ∝E
Քանի որ էլեկտրական դաշտի ուժը սուր մասերում մեծ է, այդ մասերում լիցքի խտությունը նույնպես բարձր է: Սա նշանակում է, որ սուր մասերում ավելի շատ լիցքեր հավաքվում են:
3. פוטենցիալ էներգիայի նվազեցումը
Առարկայի ներսում էլեկտրական դաշտը զրո է, ուստի առարկայի մակերեւույթի վրա պոտենցիալը հավասարաչափ է: Այս վիճակը հասնելու համար լիցքերը վերաբաշխվում են առարկայի մակերեւույթի վրա, նվազեցնելով համակարգի ընդհանուր պոտենցիալ էներգիան: Սուր մասերում լիցքերը նպատակում են կոնցենտրացվել, քանի որ այդ մասերում ուժեղ էլեկտրական դաշտը այլ լիցքերը անջատում է, նվազեցնելով համակարգի պոտենցիալ էներգիան:
4. Էլեկտրական դաշտի գծերի բաշխումը
Առարկայի մակերեւույթի վրա էլեկտրական դաշտի գծերը պետք է լինեն ուղղահայաց մակերեւույթին: Սուր մասերում, որտեղ կորության շառավիղը փոքր է, էլեկտրական դաշտի գծերը ավելի կոնցենտրացված են, որը առաջ է բերում լիցքերի հավաքածուն: Հակառակ դեպքում, հարթ կամ դառնալի մասերում էլեկտրական դաշտի գծերը ավելի տարածված են, ինչը հանգեցնում է նվազ լիցքի խտության:
5. ännակային օրինակ. Կորոնայի հոսքը
Կորոնայի հոսքը լիցքերի հավաքածուն սուր մասերում կատարվող տիպիկ օրինակ է: Երբ առարկայի սուր մասը հավաքում է բավարար քանակությամբ լիցք, էլեկտրական դաշտի ուժը դառնում է շատ բարձր, բավարար այնպես, որ իոնիզացնել շրջապատող օդի մոլեկուլները, որը հանգեցնում է կորոնայի հոսքի կամ սպիտակ հոսքի: Այս երևույթը հաճախ հանդիպում է բարձր լարվածության տեղափոխման գծերում, կապույտ շարքերում և այլ նման սարքերում:
Ընդհանուր առմամբ
Լիցքերը հավաքվում են առարկայի սուր մասերում հետևյալ պատճառներով.
Էլեկտրական դաշտի ուժը հակադարձ համամասնական է կորության շառավղին. Սուր մասերում կորության շառավիղը փոքր է, և էլեկտրական դաշտի ուժը բարձր է:
Լիցքի խտությունը ուղիղ համամասնական է էլեկտրական դաշտի ուժին. Բարձր էլեկտրական դաշտի ուժով հատվածներում լիցքի խտությունը բարձր է:
Պոտենցիալ էներգիայի նվազեցումը. Լիցքերը նպատակում են կոնցենտրացվել սուր մասերում, նվազեցնելով համակարգի ընդհանուր պոտենցիալ էներգիան:
Էլեկտրական դաշտի գծերի բաշխումը. Էլեկտրական դաշտի գծերը ավելի կոնցենտրացված են սուր մասերում, որը առաջ է բերում լիցքերի հավաքածուն:
Այս սկզբունքները միասին աշխատում են և առաջ են բերում լիցքերի հավաքածուն առարկայի սուր մասերում, որը հանգեցնում է դիտելի երևույթի:
