Электростатическая индукция и перераспределение зарядов
Electrostatic induction
Электростатическая индукция: перераспределение заряда под влиянием внешнего поля. Принцип работы электростатических генераторов, постоянный потенциал проводника.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Разделение электрического заряда вследствие присутствия других зарядов
Separation of electric charge due to presence of other charges
Электростатическая индукция, также известная как "электростатическое влияние" или просто "влияние" в Европе и Латинской Америке, – это перераспределение электрического заряда в объекте, вызванное воздействием находящихся поблизости зарядов. В присутствии заряженного тела изолированный проводник приобретает положительный заряд на одном конце и отрицательный заряд на другом. Электростатические генераторы, такие как машина Вимшёрста, генератор Ван-де-Граафа и электрофор, используют этот принцип. См. также Стефен Грей в связи с этим. Благодаря индукции, электростатический потенциал (напряжение) остаётся постоянным в любой точке внутри проводника. Электростатическая индукция также объясняет притяжение лёгких непроводящих объектов, таких как воздушные шары, бумага или кусочки пенопласта, к статическому электричеству. Законы электростатической индукции применимы в динамических ситуациях, пока справедливо квазистатическое приближение.
Electrostatic induction, also known as "electrostatic influence" or simply "influence" in Europe and Latin America, is a redistribution of electric charge in an object that is caused by the influence of nearby charges. In the presence of a charged body, an insulated conductor develops a positive charge on one end and a negative charge on the other end. Electrostatic generators, such as the Wimshurst machine, the Van de Graaff generator and the electrophorus, use this principle. See also Stephen Gray in this context. Due to induction, the electrostatic potential (voltage) is constant at any point throughout a conductor. Electrostatic induction is also responsible for the attraction of light nonconductive objects, such as balloons, paper or styrofoam scraps, to static electric charges. Electrostatic induction laws apply in dynamic situations as far as the quasistatic approximation is valid.
Пояснение
В каждой части нормального незаряженного тела количество положительных и отрицательных электрических зарядов равно, и они расположены близко друг к другу, поэтому ни одна часть тела не имеет результирующего электрического заряда. Положительные заряды – это ядра атомов, связанные структурой вещества и не способные к свободному перемещению. Отрицательные заряды – это электроны атомов. В электропроводящих телах, таких как металлы, некоторые электроны могут свободно перемещаться внутри тела. Когда заряженное тело подносится к незаряженному электропроводящему телу, например, к куску металла, сила близлежащего заряда, согласно закону Кулона, вызывает разделение этих внутренних зарядов. Существуют два правила электростатической индукции:
Если тело не заземлено, близлежащий заряд индуцирует в теле равные по величине и противоположные по знаку заряды. Если какая-либо часть тела временно заземлена, когда индуцирующий заряд находится поблизости, заряд, противоположный по полярности индуцирующему заряду, притягивается из земли в тело, и тело остаётся с зарядом, противоположным индуцирующему заряду.
A normal uncharged piece of matter has equal numbers of positive and negative electric charges in each part of it, located close together, so no part of it has a net electric charge. The positive charges are the atoms' nuclei which are bound into the structure of matter and are not free to move. The negative charges are the atoms' electrons. In electrically conductive objects such as metals, some of the electrons are able to move freely about in the object. When a charged object is brought near an uncharged, electrically conducting object, such as a piece of metal, the force of the nearby charge due to Coulomb's law causes a separation of these internal charges. The two rules of induction are:
If the object is not grounded, the nearby charge will induce equal and opposite charges in the object. If any part of the object is momentarily grounded while the inducing charge is near, a charge opposite in polarity to the inducing charge will be attracted from ground into the object, and it will be left with a charge opposite to the inducing charge.