Электрический потенциал сферы

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1661002 писал(а):

Сами догадаетесь, почему это отталкивание от штыря - чушь? Я в вас верю.

Пусть в этом электрометре, с картинки, стеклянные окна с торца цилиндра заменили на металлические пластины, электрически соединенные с цилиндрическим металлическим корпусом.
Вопросы на засыпку.
1. Будет ли работать электрометр? То есть будет ли отклоняться стрелка при помещении заряда на штырь и стрелку?
2. Будет ли стрелка притягиваться к внешнему металлическому корпусу хоть как-то?

-- 09.11.2024, 11:54 --

realeugene в сообщении #1661002 писал(а):

Не забывайте про неустранимое влияние на эксперимент наблюдателя. В данном случае, студента.

То есть этот китайский электрометр не будет работать в "сферическом вакууме"? Металлическая полоска не будет отклоняться без маячащего студента?

[Serg53]

EUgeneUS в сообщении #1660974 писал(а):

что такое $U$ (разница потенциалов) для уединенной ёмкости? Между чем и чем? Между проводником и бесконечностью?

Не вдаваясь в философско-математические особенности определения понятия "электрический потенциал", можно заметить, что имеется явное различие электростатических свойств наружной и внутренней поверхностей заряженной электропроводящей сферы, обусловленное пространственной конфигурацией. Наружная поверхность сферы отталкивает одноимённые электрические заряды и притягивает заряды противоположного знака. Внутренняя же поверхность сферы притягивает заряды обеих знаков.

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1661003 писал(а):

Вопросы на засыпку.

То есть, сесть и подумать вы не захотели. Тогда подсказываю.

Металлические стрелка и штырь электрически соединены друг с другом. А это значит, что у них одинаковый потенциал. А это значит, что поля в углу между стрелкой и штырём нет. А это значит, что электрических зарядов на внутренних поверхностях между стрелкой и штырём нет. И отталкиваться там просто нечему.

-- 09.11.2024, 12:06 --

Serg53 в сообщении #1661004 писал(а):

Наружная поверхность сферы отталкивает одноимённые электрические заряды и притягивает заряды противоположного знака. Внутренняя же поверхность сферы притягивает заряды обеих знаков.

Чего-чего? Не понимаю текст.

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1661005 писал(а):

Металлические стрелка и штырь электрически соединены друг с другом. А это значит, что у них одинаковый потенциал. А это значит, что поля в углу между стрелкой и штырём нет. А это значит, что электрических зарядов на внутренних поверхностях между стрелкой и штырём нет. И отталкиваться там просто нечему.

Вы только что опровергли принцип работы электроскопа

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1661006 писал(а):

Вы только что опровергли принцип работы электроскопа

Воображаемый вами.

Статью в энциклопедию не идиот писал.

[EUgeneUS]

Немного интересного про терминологию.

Из "Большая советская энциклопедия. в 30-ти т.. – 3-е изд.. – М. : Совет. энцикл., 1969 - 1986. ил., карт."

Электрометр

Цитата:

Электрометр (от электро... и ...метр), прибор, предназначенный для измерения разностей электрических потенциалов, небольших электрических зарядов, очень малых токов (вплоть до 10-15 а) и других электрических величин, когда необходимо обеспечить пренебрежимо малое потребление энергии измерительным прибором. Э. представляет собой электростатический прибор с тремя электродами, находящимися в общем случае под разными потенциалами. Наиболее распространены струнные и квадрантные Э., применяемые для измерения напряжения.

Со ссылками на такую литературу:

Цитата:

Лит.: Курс электрических измерений, под ред. В. Т. Прыткова и А. В. Талицкого, ч. 1, М. — Л., 1960; Векслер М. С., Электростатические приборы, М. — Л., 1964; Основы электроизмерительной техники, под ред. М. И. Левина, М., 1972.

А вот соседняя статья
Электростатический прибор
Со ссылками на

Цитата:

Лит.: Электрические измерения, под ред. Е. Г. Шрамкова, М., 1972.

Если текст почитать и картинки посмотреть, то "квадрантный электроскоп" - это и есть "электростатический прибор".
Второй вариант терминологии мне больше нравится: "электростатический прибор" - название происходит от принципа действия, а какую величину он измеряет зависит от того, как его приспособить

-- 09.11.2024, 12:17 --

realeugene в сообщении #1661007 писал(а):

воображаемый вами.

Чего? Что куда притягивается в электроскопе?

-- 09.11.2024, 12:18 --

Serg53 в сообщении #1661004 писал(а):

Не вдаваясь в философско-математические особенности определения понятия "электрический потенциал",

Пока Вы считаете понятие "потенциал" философским - с Вами не о чем разговаривать. Извините.

[realeugene]

EUgeneUS в сообщении #1661008 писал(а):

Чего? Что куда притягивается в электроскопе?

Заряды на внешней стороне стрелки притягиваются к компенсирующим зарядам в отдалении. При достаточном удалении становится не важно, где конкретно расположены эти компенсирующие заряды. А при недостаточном - важно. Когда заземляют корпус, эти зарады располагаются на внутренних стенках корпуса. А у этого китайского незаземлённого поделия, например, отклонения фольг будет зависеть от того, как студенты будут махать руками возле стенок электроскопа.

[EUgeneUS]

realeugene в сообщении #1661009 писал(а):

Заряды на внешней стороне стрелки притягиваются к компенсирующим зарядам в отдалении. При достаточном удалении становится не важно, где конкретно расположены эти компенсирующие заряды.

Это бред и ересь.
Вы не понимаете принцип работы электроскопа и, соответственно, электрометра.

Вот задачка из Савченко
Савченко, 6.5.5. Определите силу, действующую на единицу площади поверхности равномерно заряженной сферы радиуса $R$, если заряд её $Q$.

Наверное, эта сила, действующая на единицу площади поверхности равномерно заряженной сферы, возникает, потому что заряды на "внешней стороне стрелки сферы притягиваются к компенсирующим зарядам в отдалении. "

-- 09.11.2024, 12:38 --

И действительно, если сфера металлическая, то

realeugene в сообщении #1661005 писал(а):

Металлические стрелка и штырь части сферы электрически соединены друг с другом. А это значит, что у них одинаковый потенциал. А это значит, что поля в углу между стрелкой и штырём между ними нет. А это значит, что электрических зарядов на внутренних поверхностях между стрелкой и штырём частей сферы нет. И отталкиваться там просто нечему.

-- 09.11.2024, 12:48 --

И ещё. Совсем уже наглядно.
Пусть есть два металлических шарика, радиусом $r$, находящихся на расстоянии $l \gg r$, оба заряжены одинаковым зарядом $Q$.
Вопрос:
Будут ли они отталкиваться? Да. Закон Кулона
Какая разница потенциалов между шариками? Ноль. Из соображений симметрии.
Что будет, если их соединить металлической проволокой? Ничего, так как разница потенциалов была ноль. И отталкиваться они не перестанут.

А исходя из этого бреда:

realeugene в сообщении #1661005 писал(а):

Металлические стрелка и штырь электрически соединены друг с другом. А это значит, что у них одинаковый потенциал. А это значит, что поля в углу между стрелкой и штырём нет. А это значит, что электрических зарядов на внутренних поверхностях между стрелкой и штырём нет. И отталкиваться там просто нечему.

перестанут.

-- 09.11.2024, 13:01 --

Serg53 в сообщении #1661004 писал(а):

Наружная поверхность сферы отталкивает одноимённые электрические заряды и притягивает заряды противоположного знака. Внутренняя же поверхность сферы притягивает заряды обеих знаков.

Это кривой пересказ бытовыми терминами существующих фактов. Соответственно, и выводы из этого пересказа на уровне "здравого смысла" могут получаться кривыми (они и получаются кривыми).

Вы учебник когда-нибудь откроете?

[amon]

realeugene в сообщении #1661005 писал(а):

Металлические стрелка и штырь электрически соединены друг с другом. А это значит, что у них одинаковый потенциал. А это значит, что поля в углу между стрелкой и штырём нет.

А это - ерунда. Поле - градиент потенциала. То, что потенциалы одинаковы не означает, что градиент равен нулю. Электрометр измеряет заряд, который можно пересчитать в потенциал в кулоновской калибровке по формуле $Q=CU,$ где $C$ - собственная емкость. Обычный мультиметр измеряет ток, который можно пересчитать в потенциал по закону Ома и т. д. Прибора, измеряющего непосредственно потенциал (разность потенциалов), в природе не существует.

[EUgeneUS]

amon в сообщении #1661019 писал(а):

Прибора, измеряющего непосредственно потенциал (разность потенциалов), в природе не существует.

Вообще говоря, полевые транзисторы и электронные лампы считаются приборами, управляемыми напряжением.
Конечно, для изменения напряжения на затворе или сетке нужно переместить некоторые заряды, так что и тут можно сказать, что "измеряется заряд". Но, имхо, это уже будет сильная натяжка.

[amon]

EUgeneUS в сообщении #1661024 писал(а):

Вообще говоря, полевые транзисторы и электронные лампы считаются приборами, управляемыми напряжением.

Полем. Не зря транзистор "полевой".

[EUgeneUS]

amon
Это внутри полем, а снаружи - напряжением

[Утундрий]

amon в сообщении #1661019 писал(а):

Прибора, измеряющего непосредственно потенциал (разность потенциалов), в природе не существует.

А как же легендарный "Напряжометр"?

(Оффтоп)

— Ладно, вопрос на троечку: А не вольтметром ли измеряется напряжение?

[EUgeneUS]

Утундрий в сообщении #1661030 писал(а):

А как же легендарный "Напряжометр"?

В аналоговом стрелочном авометре стрелочная измерительная головка умеет измерять только ток.
И уважаемый amon прав:

amon в сообщении #1661019 писал(а):

Обычный мультиметр измеряет ток, который можно пересчитать в потенциал по закону Ома и т. д.

[amon]

Утундрий в сообщении #1661030 писал(а):

А как же легендарный "Напряжометр"?

Списан в утиль. Назывался нормальный элемент Вестона и служил эталоном вольта. Благодаря ему мы сейчас имеем замечательную систему единиц СИ с размерной диэлектрической постоянной вакуума.