2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Проводящая частица в плоском конденсаторе
Сообщение10.12.2016, 18:44 


10/12/16
1
Доброго времени суток! Господа, проверьте правильность следующих рассуждений(и если что-то не верно, помогите разобраться). Есть плоский конденсатор- нижний электрод заземлен и заряжен положительно, на верхнем электроде потенциал -$U$ и заряжен он отрицательно. Расстояние между обкладками $L$. Проводящая шаровая частица радиуса $A$, заряженная отрицательно, влетает в конденсатор и под действием поля падает на заземленный электрод. Далее с частицы стекает заряд и она может оторваться от заземленного электрода и под действием поля полететь на другой электрод. Вопрос-как рассчитать максимальную силу, действующую на эту частицу в момент зарядки на заземленном электроде(по сути получается максимальный заряд)?
Ну, моя идея такова: с частицы стекают/натекают заряды, если есть напряженность поля в точке касания этой частицы с электродом. Поле в этой точке складывается из суперпозиции однородного поля конденсатора $E_k$ и поля самой шаровой частицы $E_c$. Полt конденсатора находится из определения потенциала:
$\varphi=\int Edl$
В нашем случае $\varphi=EL$ и $E_k=\frac{U}{L}$. Тут все тривиально. Шаровая частица создает поле как точечный заряд, то есть $E_c=\frac{q}{r^2}$, где $q$ как раз заряд на частице. Нам нужно поле в точке касания, то есть при $r=A$. Теперь приравниваем поле частицы и поле конденсатора и выражаем предельный заряд на частице, и следовательно, можем найти максимальную силу, действующую на нее со стороны поля конденсатора:
$\frac{q}{A^2}=\frac{U}{L}$, тогда $q=\frac{UA^2}{L}$и Максимальная сила равна $F=qE_k=\frac{UA^2E_k}{L}$.
Вроде должно быть верно, однако решил удостовериться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Проводящая частица в плоском конденсаторе
Сообщение12.12.2016, 08:50 
Заслуженный участник


21/09/15
998
Это ведь оценка, не точный расчет. Для точного расчета нужно учесть перераспределение заряда на электроде и на частице.
Перераспределение заряда на электроде более важно. Это эквивалентно (с точки зрения как поля так и сил) появлению зеркальной частицы с противоположным зарядом.
Для сферической частицы задача точно не решается. Поле частицы уже не будет эквивалентно полю точечного заряда.
Впрочем, в конце концов это влияет только на численный коэффициент порядка единицы

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group