Почему внутри сферы нет заряда

Электростатика 1Люди, поясните, почему внутри электрически заряженной сферы нет силовых линий электрического поля?

Я понимаю, законы Максвелла, то да сё. Но как заряженные частицы узнают, что они на поверхности сферы? По идее, силовые линии должны сходиться к центру сферы, постепенно уменьшая свою интенсивность. Если нет электрического поля, то что есть?

Дополнен 17 лет назад

Одниомённые заряды на поверхности сферы взаимно отталкиваются, носиловые линии от этого не пропадают. По идее правильное телдо или неправильное, главное — замкнутое, гомеоморфное сфере.

Дополнен 17 лет назад
Сердечно благодарю всех ответивших! Посмотрел на этот вопрос под другим углом. Спасибо!
Лучший ответ

На каком уровне отвечать? Если просто, то поля от всех зарядов на поверхности (если они расположены равномерно, что автоматически выполняется только для проводящей сферы) компенсируют друг друга, по другому моно сказать, что на пробный заряд, туда помещённый, действую равные силы во все стороны. Хотя это достаточно грубый ответ, но вед ь и абстракция силовых линий достаточно груба. Но если аккуратно нарисовать «силовые линии, которые сходятся к центру, то легко видеть, ЧТО В ЦЕНТРЕ-ТО всё компенсируется. В других точках тоже компенсируется: если точка ближе к одной стороне, то взаимодействие с этой стороной сильнее — зато с друой стороны зарядов больше — вот так на пальцах. Если аккуратно проинтегрировать — то же получается.

Если мы знаем слово гомеоморфная — так можем и по замкнутому контуру интегрировать. Тогда в чём вопрос-то?

Остальные ответы

Сфера — правильное тело. И внутри заряды взаимно компенсируют друг друга. Плюс они та находятся на поверхности, а не внутри.

Учи физику. Президент.

Во всех точкох, внутри сферы одинаковый потенциал.
Можешь проверить, проинтегрировав вектор эл. непряженности Е, создаваемый элементарным участком сферы, по поверхности сферы. Внешние электрические поля нейтрализуются за счет перераспределения заряда но сфере.

Они ни как не узнают об том, что они на сфере. Просто силовые линии (внешнии) генерируют заряды на поверхности сферы, с внутренней стороны поверность также поляризуется, с другой стороны сферы происходит аналогичная ситуация, но с обратным знаком. Т. о. внутри сферы одинаковое количество разноименных зарадов компенсирую друг друга, а на поверхности силовые линии проходят дальше от сферы.

Силовые линии идут вдоль направления изменения потенциала. Например, между плюсом и минусом, между зарядом и 0, зарядом и бесконечностью (где заряд =0). Если поверхность сферы эквипотенциальна (например, в силу симметрии, или сфера из проводника), то внутри неё нет разности потенциалов, поэтому нет силовых линий электрического поля.

Источник: http://schools.keldysh.ru/school1413/pro_2005/nov/pole_6.html

Сфера или нет — неважно. Важно, что тело проводящее. Стало быть, его поверхность эквипотенциальна. Поэтому работа по переносу заряда внутри этого тела ПО ЛЮБОМУ ПУТИ равна нулю — а это возможно только при равенстве нулю электрического поля в данном объеме. Любое возникшее поле мгновенно (со скоростью света) вызовет перераспределени зарядов на поверхности и будет скомпенсировано.

Научный форум dxdy

Подскажите пожалуйста, а то что-то я в 3-х соснах заблудился.
Итак, имеется сфера однородно заряженная некоторым зарядом. В учебниках пишется так: применим теорему гаусса к области внутри сферы, выберем поверхность (обычно сферическую но это не важно), кторая целиком лежит внутри сферы. Поскольку поток вектора напряженности поля равен нулю — поскольку внутри сферы нет зарядов, то и напряженность поля равна нулю. Вопрос таков: Равенство нулю иентеграла по поверхности от вектора напряженности не означает, что сама напряженност равна нулю. Чего я не понимаю?

Re: Поле внутри однородно заряженной сферы

Почему внутри заряженного полого шара напряженность равна нулю

Почему внутри заряженного полого шара напряженность равна нулю? По-моему только в центре шара напряженность 0, это следует из закона Кулона, принципа суперпозиции и формы шара. Заряженная сфера это по сути точечный источник электрического поля. Где я ошибся.

Лучшие ответы ( 1 )
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
Ответы с готовыми решениями:

Чему равна напряженность поля у поверхности шара; на расстоянии 2 м от центра шара; внутри шара?
Электрический заряд 9 нКл равномерно распределен по поверхности шара радиусом 1 м. Чему равна.

Напряженность электрического поля заряженного шара
Найти напряженность электрического поля заряженного диэлектрического шара, радиус которого R, а.

Найти напряжённость поля равномерно заряженного шара.
найти напряжённость поля шара радиуса R,равномерно заряженного,с объёмной плотностью заряда ро

Вычислить напряжённость E электрического поля в точках, отстоящих от центра заряженного шара.
Полый стеклянный шар равномерно заряжен с объёмной плотностью =75 нКл/м3. Внутренний радиус.

Native x86

5429 / 3224 / 920
Регистрация: 13.02.2013
Сообщений: 10,239

Источником поля является не гипотетическая точка в центре шара, а его поверхность. Это просто силовые линии располагаются так, как будто берут свое начало в центре, но на самом деле начинаются они на поверхности.

А внутри шара поле нулевое потому что силовые линии с противоположных стенок полностью компенсируют друг друга, т.е. шар экранирует собственные внутренности не только от внешних полей, но и от своего собственного.

Регистрация: 24.09.2021
Сообщений: 17

с тем что поле компенсируется в центре шара согласен, центр отдален на одинаковое расстояние от всех зарядов, поэтому поля двух противоположных равны и в сумме дают 0. НО чем дальше от центра тем больше разность полей, поскольку приближается к одному заряду, а от противоположного отталкивается. Но это не так, почему?

Добавлено через 5 минут
Если радиус сферы 3, и если на расстоянии 1 от центра сферы поставить одноименный заряд, то он оттолкнется к центру и если обладает массой, то будет колебаться. Потому что сила с которой отталкивает ближний заряд в 4 раза больше, чем противоположный, потому что расстояние в 2 раза короче(1+2=3)
Где в этих рассуждениях ошибка? я это в упор не вижу

10304 / 6828 / 3713
Регистрация: 14.01.2014
Сообщений: 15,759

Это справедливо для любой замкнутой проводящей поверхности (а не только шара). В толще проводника поле, вследствие перераспределения внутренних зарядов, просто отсутствует и поэтому не проникает вовнутрь.
Есть ещё теорема Гаусса, которая постулирует, что поток электрического поля через замкнутую поверхность равен нулю, если внутри нет зарядов.

482 / 270 / 57
Регистрация: 08.10.2015
Сообщений: 1,158

Сообщение было отмечено alinur2003 как решение

Решение

Сообщение от alinur2003

Где в этих рассуждениях ошибка? я это в упор не вижу

Ошибка в определении величины сил притяжения-отталкивания. Вы употребляете слова «ближний», «дальний» заряды, по умолчанию полагая, что они равны. Но это не так. К тому же необходимо учесть все заряды на (внутренней) поверхности. Это можно сделать так.
Будем считать, что заряд распределен по внутренней поверхности сферы равномерно с плотностью σ.
На произвольной точке A построим узкий конус (A — вершина), в обе стороны, например, условно вверх, вниз. Эти конусы вырезают на поверхности сферы площадки s₁ и s₂, с зарядами σ*s₁ и σ*s₂, соответственно «вверху» и «внизу», расстояния от точки А до s₁= r₁, до s₂=r₂.
Из подобия (и школьной геометрии) видно, что s₁/s₂ = r₁ 2 /r₂ 2 . Осталось подставить величины зарядов в закон Кулона и увидеть, что поля от s₁ и s₂ взаимно компенсируются. Далее мы можем вместо кругового конуса взять многогранные, например, вырезающие на поверхности кривые четырехугольники и покрыть ими всю поверхность сферы. В итоге, получаем теорему Гаусса. (Можно, конечно и наоборот – из теоремы Гаусса при некоторых дополнительных предположениях вывести закон Кулона).
Окончательно, можно заключить, что все дело в показателе степени -2 в законе Кулона и плоском пространстве, в котором мы обитаем (в котором площадь сферы ~R 2 ).

Проводящая сфера. Свойства проводника в электрическом поле.

Проводящая сфера. Свойства проводника в электрическом поле.

Проводящая сфера.

Напряженность поля внутри заряженного проводника равна нулю.В противном случае на свободные заряды внутри проводника действовала бы электрическая сила, которая вынуждала бы эти заряды двигаться внутри проводника. Это движение, в свою очередь, приводило бы к разогреванию заряженного проводника, чего на самом деле не происходит.

Факт того, что внутри проводника нет электрического поля можно понять и по-другому: если бы оно было то заряженные частицы опять таки двигались бы, причем они бы двигались именно так, чтобы свести это поле к нолю своим собственным полем, т.к. вообще-то двигаться им не хотелось бы, ведь всякая система стремится к равновесию. Рано или поздно все двигавшиеся заряды остановились бы именно в том месте, чтобы поле внутри проводника стало равно нолю.

На поверхности проводника напряжённость электрического поля максимальна. Величина напряжённости электрического поля заряженного шара за его пределами убывает по мере удаления от проводника и рассчитывается по формуле, аналогичной формулам для напряженности поля точечного заряда, в которой расстояния отсчитываются от центра шара.

Так как напряженность поля внутри заряженного проводника равна нулю, то потенциал во всех точках внутри и на поверхности проводника одинаков (только в этом случае разность потенциалов, а значит и напряжённость равна нулю). Потенциал внутри заряженного шара равен потенциалу на поверхности. Потенциал за пределами шара вычисляется по формуле, аналогичной формулам для потенциала точечного заряда, в которой расстояния отсчитываются от центра шара.

Электрическая емкость шара радиуса R:

Если шар окружен диэлектриком, то:

Свойства проводника в электрическом поле

1. Внутри проводника напряженность поля всегда равна нулю.

2. Потенциал внутри проводника во всех точках одинаков и равен потенциалу поверхности
проводника. Когда в задаче говорят, что «проводник заряжен до потенциала … В», то имеют
в виду именно потенциал поверхности.

3. Снаружи от проводника вблизи от его поверхности напряженность поля всегда
перпендикулярна поверхности.

4. Если проводнику сообщить заряд, то он весь распределится по очень тонкому слою вблизи
поверхности проводника (обычно говорят, что весь заряд проводника распределяется на его
поверхности). Это легко объясняется: дело в том, что сообщая заряд телу, мы передаем ему
носители заряда одного знака, т.е. одноименные заряды, которые отталкиваются. А значит
они будут стремиться разбежаться друг от друга на максимальное расстояние из всех
возможных, т.е. скопятся у самых краев проводника. Как следствие, если из проводника
удалить сердцевину, то его электростатические свойства никак не изменятся.

5. Снаружи проводника напряженность поля тем больше, чем кривее поверхность проводника.
Максимальное значение напряженности достигается вблизи остриев и резких изломов
поверхности проводника.