|
|
Page:66
פרק : 5 קיבול ואנרגיה של מוליך טעון 5 . 1 הגדרת הקיבול בסעיף 3 . 4 למדנו , כי כאשר טוענים במטען חשמלי גוף מוליך המבודד מסביבתו , המטען מתפזר על פניו באופן שבכל נקודה השדה החשמלי ניצב לפני השטח . לאחר שלמדנו על הפוטנציאל , אנו יכולים להוסיף כי בכל הנקודות על פני הגוף המוליך חייב לשרור אותו פוטנציאל . זאת משום שהבדל פוטנציאלים בין שתי נקודות היה גורם לתנועה של מטען מהנקודה שבה הפוטנציאל גבוה לנקודה שבה הוא נמוך . אנו , כזכור , מתעניינים במצב היציב , שבו הסתיימה כבר תנועת המטען והוא מפוזר על פני המוליך במצב סטטי . נוכל , אם כן , לומר כי פני המוליך הם משטח שווה פוטנציאל . אותה מסקנה נכונה גם לגבי מוליך ( ניטרלי או טעון ) הנמצא בשדה חיצוני ( איור . ( 3 . 18 במצב יציב המטענים על פני המוליך הזה יסתדרו באופן שפני המוליך יהוו משטח שווה פוטנציאל . כאשר מספר מוליכים טעונים נמצאים בקרבת מקום זה לזה והם מבודדים זה מזה , הפוטנציאל של כל אחד מהם נקבע לא רק על ידי המטען שעליו , אלא גם על ידי המטענים של המוליכים האחרים . למרות זאת , שטח הפנים של כל אחד מהמוליכים הללו יהיה משטח שווה פוטנציאל . כאשר מחברים בתיל מוליך שני גופים מוליכים טעונים , הם כאילו הופכים למוליך אחד , לכן הם חייבים להיות באותו פוטנציאל . לכן מטען יזרום מהגוף בעל הפוטנציאל הגבוה לגוף בעל הפוטנציאל הנמוך , עד להשתוות הפוטנציאלים . נדגים זאת בעזרת השאלה הבאה . שאלה פתירה טוענים שני כדורי מתכת , המבודדים זה מזה והמבודדים מסביבתם במטען של C + 5 x 10 לכל כדור . הרדיוס של כדור א' הוא 6 ס"מ ושל כדור ב' 9 — ס"מ . א . מהו הפוטנציאל של כל כדור ? ב . מחברים את הכדורים זה לזה בתיל מתכת , כך שמטען יכול לזרום מכדור אחד לשני . מצא את חלוקת המטענים ביניהם ואת הפוטנציאלים שלהם , לאחר שיושג מצב יציב . תשובה א . הפוטנציאל על פניו של כדור נתון על ידי , V = ( 4 ne ) -HQ / R ) כאשר Q הוא המטען R" \ הוא רדיוס הכדור ( משוואה . ( 4 . 14 לכן 10 / 0 . 06 75 V 10 / 0 . 09 = 50 V x = = V 9 xl 0 x 5 xl 0 V 2 = 9 xl 0 x 5 xl 0 ב . המטען יזרום מכדור אחד לכדור השני עד לשוויון הפוטנציאלים . בגלל חוק שימור המטען , המטען הכולל יישאר כפי שהיה , לכן :
|
|
|