Għaliex jiġu aċċumulati l-ħlasijiet fl-àrea tal-talbien ta’ konduċtur?

Il-fenomen ta' l-akkumulazzjoni ta' karriġi f'reġjonijiet ħadida tal-konduċtur jista' jiġi spiegat bl-użu ta' diversi prinsipji fundamentali ta' l-elettrostatica. Hawnhekk tajjeb tiftixxar spjegazzjoni dettaljata:

1. Relazzjoni Bejn Qwadd ta' Kamp Elettriku u Raggju ta' Kavità

Fuq is-silġ tal-konduċtur, il-linji tal-kamp elettriku għandhom ikunu perpendikolari għal is-silġ. Dan ifisser li fl-ħalijiet kollha fuq is-silġ tal-konduċtur, il-qwadd tal-kamp elettriku 

E huwa inversament proporzjonali mal-ragġ ta' kavità 

R. Matematikament, dan jista' jiġi espres bħal:

E∝ 1/R

Fl-arżoni ħadida, ir-ragġ ta' kavità 

R huwa żgħir, għalhekk il-qwadd tal-kamp elettriku 

E huwa kbir. Bill-inqas, fl-arżoni mitla jew miflusa, ir-ragġ ta' kavità 

R huwa kbir, u l-qwadd tal-kamp elettriku E huwa żgħir.

2. Relazzjoni Bejn Densità ta' Karriġi u Qwadd ta' Kamp Elettriku

Skond il-liġi ta' Gauss, id-densità ta' karriġi σ fuq is-silġ tal-konduċtur hi direttament proporzjonali mal-qwadd tal-kamp elettriku 

E:σ∝E

Skont li l-qwadd tal-kamp elettriku huwa akbar fl-arżoni ħadida, id-densità ta' karriġi f'di arżoni hija wkoll akbar. Dan ifisser li aktar karriġi jiġu aqqumulati fl-arżoni ħadida.

3. Minimizzazzjoni ta' Enerġija Potenzjali

Il-kamp elettriku fi dawkon il-konduċtur huwa żero, għalhekk il-potenzjal fuq is-silġ tal-konduċtur huwa uniformi. Biex tiġi raggiunta din il-kondizzjoni, il-karriġi jiġu ridistribwiti fuq is-silġ tal-konduċtur biex jiġi minnifikata l-enerġija potenzjali komplessiva tas-sistema. Fl-arżoni ħadida, il-karriġi jidher li jiġu konċentrat minħabba li lkamp elettriku qawwi f'di arżoni efettivament jiġi rifiutat karriġi oħra, bl-aġġustament minnifikat l-enerġija potenzjali tas-sistema.

4. Distribuzzjoni ta' Linji ta' Kamp Elettriku

Fuq is-silġ tal-konduċtur, il-linji tal-kamp elettriku għandhom ikunu perpendikolari għal is-silġ. Fl-arżoni ħadida, fejn ir-ragġ ta' kavità huwa żgħir, il-linji tal-kamp elettriku huma akbar konċentrati, li jiltaqa' aktar għall-akkumulazzjoni ta' karriġi. B'mod kontrari, fl-arżoni mitla jew miflusa, il-linji tal-kamp elettriku huma akbar distribwuti, b'mod li jiltaqa' densità ta' karriġi infeżla.

5. Esempju Prattiku: Diskarġa Corona

Id-diskarġa corona hija eżempju tipiku ta' l-akkumulazzjoni ta' karriġi fl-arżoni ħadida. Meta l-parti ħadida tal-konduċtur tikkumula karriġi aħjar, il-qwadd tal-kamp elettriku jiġi akbar, sufficienti biex jiġi jonizzat il-molekoli tal-aria mhuxxxew, li jiltaqa' diskarġa corona jew diskarġa spark. Din il-fenomen huwa komuni fil-linji ta' trasport ta' volti għoli, il-parafurtuna, u aparati oħra similari.

Riassunt

Ir-raġunijiet għaliex il-karriġi jiġu aqqumulati fl-arżoni ħadida tal-konduċtur inkluudu:

• Il-qwadd tal-kamp elettriku huwa inversament proporzjonali mal-ragġ ta' kavità: Fl-arżoni ħadida, ir-ragġ ta' kavità huwa żgħir, u l-qwadd tal-kamp elettriku huwa kbir.

• Id-densità ta' karriġi hi direttament proporzjonali mal-qwadd tal-kamp elettriku: Il-reġjonijiet b'qwadd tal-kamp elettriku kbir għandhom densità ta' karriġi kbir.

• Minimizzazzjoni tal-enerġija potenzjali: Il-karriġi jiġu konċentrat fl-arżoni ħadida biex jiġi minnifikata l-enerġija potenzjali komplessiva tas-sistema.

• Distribuzzjoni ta' linji tal-kamp elettriku: Il-linji tal-kamp elettriku huma akbar konċentrati fl-arżoni ħadida, li jiltaqa' l-akkumulazzjoni ta' karriġi.

• Din il-prinsipji jopraw għal l-istess biex jiġi kausat l-akkumulazzjoni ta' karriġi fl-arżoni ħadida tal-konduċtur, li jiltaqa' l-fenomen osservat.