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
 
 Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение17.01.2023, 21:50 


30/03/20
363
Допустим у нас есть внешнее электростатическое поле напряжённостью ... ну пусть 700 В/м. И у нас есть электронейтральная сфера со стеклянными стенками

Если я правильно понимаю, то напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше чем напряжённость поля в вакууме, но это касается напряжённости поля именно внутри диэлектрика, и только, никакого экранирования поля диэлектриком не осуществляется и внутри стеклянной сферы напряжённость должна быть такой же как и снаружи, 700 В/м, а меньшей она, 100 В/м, будет только непосредственно в самом стекле. Здесь я прав?

Дальше возьмём металлическую сферу. В учебнике утверждается что напряжённость электростатического поля не только внутри проводника, но и внутри пустой полости в проводящей оболочке равна нулю. Это точно не зависит от толщины проводящей оболочки? То есть там оболочка толщиной допустим 0,1 мм уже успешно заблокирует внешнее электростатической поле сколь угодно большой напряжённости? Если так, то в чём принципиальная разница проводника и диэлектрика? Почему диэлектрик меняет поле только внутри себя самого, а проводник в том числе и внутри полости которую окружает?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение17.01.2023, 22:34 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/09/14
4265
Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):
Если я правильно понимаю, то напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше чем напряжённость поля в вакууме, но это касается напряжённости поля именно внутри диэлектрика, и только, никакого экранирования поля диэлектриком не осуществляется и внутри стеклянной сферы напряжённость должна быть такой же как и снаружи, 700 В/м, а меньшей она, 100 В/м, будет только непосредственно в самом стекле. Здесь я прав?

Да.
Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):
То есть там оболочка толщиной допустим 0,1 мм уже успешно заблокирует внешнее электростатической поле сколь угодно большой напряжённости?

Пока она остаётся целой - да. Но не думайте, что как угодно тонкий лист металла выдержит как угодно большое электрическое давление. Это неверно.
Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):
в чём принципиальная разница проводника и диэлектрика?

В проводнике есть свободные заряды (заряды, способные перемещаться на любые расстояния в пределах проводника), в диэлектрике таковых нет (или практически нет).
Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):
Почему диэлектрик меняет поле только внутри себя самого, а проводник в том числе и внутри полости которую окружает?

В проводнике это достигается перемещением свободных зарядов. В диэлектрике нечему перемещаться, поэтому подобный эффект невозможен.

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение17.01.2023, 22:36 
Админ форума


02/02/19
1994
 i  Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: не указана.


-- 17.01.2023, 22:37 --

 !  Cuprum2020
За почти три года на форуме Вы могли бы и уяснить, в каком разделе нужно создавать подобные темы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение18.01.2023, 10:42 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
Cuprum2020 в сообщении #1577661 писал(а):
Если я правильно понимаю, то напряжённость электростатического поля в диэлектрике меньше чем напряжённость поля в вакууме, но это касается напряжённости поля именно внутри диэлектрика, и только, никакого экранирования поля диэлектриком не осуществляется и внутри стеклянной сферы напряжённость должна быть такой же как и снаружи, 700 В/м, а меньшей она, 100 В/м, будет только непосредственно в самом стекле. Здесь я прав?

Вообще говоря, нет. Так будет, когда толщина стенок пренебрежимо мала по сравнению с радиусом, причем в областях, далеких от экватора сферы.
В общем случае диэлектрическое тело меняет распределение поля снаружи от себя.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение20.01.2023, 16:27 


30/03/20
363
DimaM в сообщении #1577726 писал(а):
далеких от экватора сферы

Экватор сферы это линия сечения сферы плоскостью проходящей через её центр и перпендикулярной заряженной пластине создающей однородное электрическое поле?
DimaM в сообщении #1577726 писал(а):
диэлектрическое тело меняет распределение поля снаружи от себя

В каких масштабах? Например если толщина стеклянной стенки 1см, то на каком расстоянии от поверхности стекла поле окажется изменённым?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение22.01.2023, 10:10 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
Cuprum2020 в сообщении #1578090 писал(а):
В каких масштабах? Например если толщина стеклянной стенки 1см, то на каком расстоянии от поверхности стекла поле окажется изменённым?

Вот примерно на таких масштабах поле и будет искажаться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение22.01.2023, 11:16 


30/03/20
363
DimaM в сообщении #1578256 писал(а):
Вот примерно на таких масштабах поле и будет искажаться

А если метр то на метре?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение22.01.2023, 11:24 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
Cuprum2020 в сообщении #1578265 писал(а):
А если метр то на метре?

Где-то так.
А если еще электроды близко, то искажения будут больше.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение22.01.2023, 17:52 


17/10/16
3893
Cuprum2020
Когда диэлектрик вносять в однородное электростатическое поле, оно искажается.

Когда диэлектрик вне поля, его диполи в среднем замкнуты сами на себя и не создают никакого внешнего электрического поля. Когда же диэлектрик оказывается в электрическом поле, его диполи приходят в порядок и создают некоторое собственное общее поле. Если бы можно было зафиксировать диполи поляризованного во внешнем поле диэлектрика, а потом убрать внешнее поле, то у диэлектрика осталось бы собственное электрическое поле (которое, кстати, и за пределы диэлектрика выходит). Вот это поле и вносит искажение.

Вот здесь можете это посмотреть на примере, скажем, Dielectric cylinder in field:
http://www.falstad.com/emstatic/index.html

Тут много и других интересных интерактивных примеров из физики.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение23.01.2023, 19:32 


30/03/20
363
DimaM в сообщении #1578266 писал(а):
Где-то так

sergey zhukov в сообщении #1578297 писал(а):
его диполи

Вот я как раз про диполи и хотел написать. Плечо диполя ведь должно быть по порядку равно размерам молекулы, если не меньше. А поле диполя убывает по кубу расстояния от диполя. Откуда же может браться существенное поле формируемое маленькими диполями на столь значительном (1м) удалении от диэлектрика?

Вот эта задача:
Цитата:
В однородном электрическом поле находятся вплотную прижатые друг к другу пластины винипласта, текстолита и слюды, расположенные так, что силовые линии перпендикулярны большим граням пластин. Напряжённость поля в текстолите 60 В/м. Найти напряжённость поля в винипласте, слюде, а также напряжённость поля вне пластин

получается не очень корректная?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение23.01.2023, 20:18 


17/10/16
3893
Cuprum2020
По ваши рассуждениям так и магнитов постоянных не может быть. Магнитное поле кольца с током на его оси зависит от расстояния, как $\sim R^{-3}$. Как же тогда из этих элементарных токовых контуров создается магнитное поле на значительном расстоянии от магнита?

Задача достаточно корректная. Тут речь о том, что края этих пластин где-то далеко, можно не учитывать краевые эффекты (силовые линии перпендикулярны пластинам, поле однородно). Тогда задача становится одномерной и действительно получается, что поле внутри каждой пластины однородно, а на границах пластин оно скачком меняется.

Это следствие простых граничных условий, простой геометрии, сведения задачи к одномерной. Если геометрия более сложная (вроде сферы), решение усложняется.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сфера со стенками из проводника и из диэлектрика
Сообщение23.01.2023, 20:59 


30/03/20
363
sergey zhukov спасибо, кмк, разобрался

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 12 ] 

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