Естественные науки

Физика, электростатика, простой, казалось бы, вопрос.

Казалось бы, простой вопрос, ставящий меня в тупик.

Возьмем проводник, кусок провода, замыкаем его концы на батарейке, по проводу идет ток. Электроны стекают с минусового полюса батарейки и по проводнику втекают в плюсовой. Тут вопросов нет.

Теперь представим ситуацию, что батарейка, к примеру, минусовым полюсом подносится к одному из концов нейтрально заряженного проводника, но не касается его.

На полюсе батарейки сконцентрирован минусовой заряд, создающий электрическое поле.

По закону Кулона даже один электрон, действует на другой электрон на расстоянии метра (!) с силой 2*10^-28 Н, что придает другому электрону огромное ускорение в 251 м/с^2 (т. к. масса электрона мала) .

Соответственно, даже без прикосновения к проводнику (т. е. на расстоянии!) , отрицательный полюс батарейки должен создавать электрический ток в проводнике (для простоты можем замкнуть один из концов проводника на землю) .

Где здесь противоречие?
Любовь Боронина
Любовь Боронина
138
Тут нет противоречия. Всё правильно описано в плане сил. Только для понимания, почему нет значительных эффектов (электронов, летающих с огромными скоростями) , нужно учесть как минимум два момента:
1) Все процессы происходят непрерывно. Если у вас изначально равновесное состояние, то при приближении батарейки к проводу сила нарастает постепенно и электроны сразу начинают смещение в новые положения равновесия (процесс, что называется, идёт квазистатически) , а не так что все электроны удерживаются на местах, пока батарейку приближаете, а потом их отпускают - и пошёл процесс ускорения и движения.

2) В веществе число положительных и отрицательных зарядов с огромной степенью точности совпадает. Те нескомпенсированные электрические заряды, что дают макроскопический эффект, - это лишь ничтожный процент от общего числа частиц. На электроны проводника оказывает постоянное действие поле атомов кристаллической решётки. И это поле на много порядков сильнее, чем поле, создаваемое батарейкой (расстояния-то совсем другие) . И, как отвечали выше, оно не даёт электронам свободно покидать проводник - есть такой параметр, как работа выхода.

В итоге имеем то, что имеем: небольшое изменение концентрации электронов у поверхности проводника вблизи электродов батарейки, которое соответствует небольшой разности потенциалов, создаваемой эдс, и взаимной ёмкости системы проводников. Новое состояние равновесия устанавливается очень быстро. На время релаксации влияет взаимная индуктивность проводников (в описанном случае она тоже мала) .

p.s. И тут правильно заметили: это не электростатика, а электродинамика.
Светлана Панченко
Светлана Панченко
41 616
Лучший ответ
Ток возможен только в замкнутой цепи !
Людмила Кольцова
Людмила Кольцова
70 402
про то, что электрон держит положительно заряженное ядро ты, видимо, как то забыл, этот барьер еще надо преодолеть. в ламповых диодах он, собственно, и течет по тому принципу как ты написал. только там созданы для этого условия)
Татьяна Тогаева
Татьяна Тогаева
23 969
Здесь нет противоречия. Вопрос не в качестве, а в количестве. И еще в том, как быстро система придет в состояние равновесия. И еще пусть будут мухи отдельно, котлеты - отдельно.
Передача тока по воздуху - один вопрос. Замыкание лишь одного контакта за землю - другой вопрос. Предлагаю задавать их по отдельности.
Елена Иванова
Елена Иванова
19 662
Не путай статику и электродинамику
АС
Александр Старков
9 662

Похожие вопросы