El pole PE 59

1.8.1. Pole elektryczne 59

Catkowitą liczbę linii pola wychodzących z elektrody nazywamy strumieniem elektrycznym (symbol ip). Strumień przypadający na jednostkę powierzchni to gęstość strumienia lub indukcja elektryczna (symbol D).

Strumień elektryczny i tadunek elektryczny mają taką samą jednostkę. Dlatego też przy obliczaniu gęstości strumienia można zamiennie używać ich symboli .

Indukcja elektrostatyczna

Jeżeli w polu elektrycznym umieści się przewodnik, to pod wptywem pola wolne elektrony w tym przewodniku będą się przemieszczały przeciwnie do kierunku pola. Na przeciwnych brzegach przewodnika zgromadzą się ładunki ujemne i dodatnie, między którymi także powstaje pole. Obydwa pola są jednakowo silne, lecz mają przeciwne kierunki. Wewnątrz przewodnika ich działania się znoszą (rys. 1).

Przemieszczanie się ładunku w przewodniku pod wptywem pola elektrycznego nazywamy indukcją elektrostatyczną.

Ekranowanie pól elektrycznych

Zjawisko indukcji elektrostatycznej można wykorzystać do ekranowania pól elektrycznych. Jeśli materiał przewodzący na rysunku 1. ma postać kuli pustej w środku, to wnętrze kuli jest wolne od pól. Takie urządzenie nazywamy klatką Faradaya.

Najczęściej jednak wykorzystuje się do ekranowania uziemione elementy metalowe (rys. 2). W uziemionej płycie następuje pod wptywem indukcji elektrostatycznej rozdzielenie ładunków. Powierzchnia płyty, zwrócona w stronę naładowanej płytki metalowej, zostaje naładowana przeciwnie do ładunku tej płytki, tadunek na drugiej stronie płyty zostaje zrównoważony ładunkami, które są doprowadzone przez przewód uziemiający.

W celu ochrony przed wptywem pól elektrycznych do ekranowania można wykorzystać powierzchnie metalowe lub siatki druciane.

D = xy/A
D = Q A	D0-to-E
[D] = As/m ^2 = C/m^2

D gęstość strumienia elektrycznego tp strumień elektryczny (litera grec. psi)

Q tadunek

A naładowana powierzchnia

D₀ gęstość strumienia elektrycznego w próżni

8q przenikalność elektryczna próżni;

e₀ = 8,85 pC/(Vm)

E natężenie pola elektrycznego

Dzięki ekranowaniu można chronić przewody i elementy montażowe przed wpływem szkodliwych pól elektrycznych. Można też montować elementy w urządzeniach elektronicznych bardzo blisko siebie, bez obawy, że będą na siebie wzajemnie oddziaływać.

Powtórzenie i utrwalenie materiału:

1.    Jaki kierunek mają linie pola elektrycznego?

2.    Omów pod wpływem jakich czynników powstaje pole elektryczne?

3.    Na ładunek 0,1 As umieszczony w polu elektrycznym działa siła 100 N. Jakie jest natężenie tego pola w V/m?

4.    Co to jest indukcja elektrostatyczna?

5.    Opisz sposoby ekranowania pola elektrycznego.