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: