Электрические спектры

Расположение силовых линий в некоторых электростатических полях, так называемые электрические спектры, мы продемонстрируем вам с помощью такой простой установки. Источник постоянного напряжения, выпрямитель, подсоединен к источнику высокого напряжения - прибору, который называется "Разряд-1". Напряжение с этого прибора, 25 кВ, подается на этот приборчик, который устроен следующим образом.

В стеклянную чашечку налито касторовое масло и насыпана манная крупа. К внутренней поверхности чашечки прикасается металлическое кольцо, которое может быть подсоединено к одному из электродов "Разряда-1".

Опустим в чашечку один из электродов, имеющий вид шарика, мы его помещаем в центре чашечки, а другой электрод мы соединяем при этом с кольцом. Таким образом, при работе "Разряда-1" на центральный электрод подается полярность одного знака, а кольцо имеет при этом полярность другого знака.

Включим прибор "Разряд-1". Мы видим, что при этом манные крупинки начинают располагаться радиально. Электростатическое поле точечного заряда, а точечный заряд сейчас имитируется шариком, находящимся в центре этой чашечки, так вот, электростатическое поле точечного заряда радиально. Мы видим, как расположились крупинки: они расходятся во все стороны от точечного заряда.

Изменим конфигурацию поля. Для этого выключим прибор и сначала вновь перемешаем крупинки в чашечке, расположив их хаотическим, беспорядочным образом, и электроды сейчас расположим на некотором расстоянии друг от друга. Два шарика - это точечные заряды, подсоединенные теперь к различным полюсам "Разряда-1".

При работе "Разряда-1" мы видим, что крупинки располагаются таким образом, что силовые линии идут от одного шарика и заканчиваются на другом. Мы наблюдаем сейчас с вами форму силовых линий в электростатическом поле двух разноименных точечных зарядов, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Совокупность таких точечных разноименных зарядов называется диполем ("ди" означает "два"). Мы с вами наблюдаем сейчас электростатическое поле диполя.

Наконец, попробуем посмотреть, каков характер расположения силовых линий в случае так называемого плоского конденсатора. Для того чтобы продемонстрировать электростатическое поле плоского конденсатора, мы вновь перемешаем крупинки в масле и заменим сейчас шарики, точечные заряды, плоскими пластинками, которые будут располагаться параллельно друг другу, на некотором расстоянии друг от друга, и на пластинки опять-таки будут подаваться заряды противоположного знака. Возник вот такой плоский конденсатор.

При включении "Разряда-1" мы видим, как располагаются крупинки между обкладками конденсатора. В средней части конденсатора они идут параллельно друг другу с одинаковой густотой (это так называемое однородное электрическое поле), а на краях конденсатора вы видите, что однородность поля нарушается, параллельность линий сейчас нарушается, возле краев конденсатора прямые линии заменяются выпуклыми, и поле возле краев плоского конденсатора искажено.

Таким образом, мы наблюдали с вами вид электрических спектров для полей с различной конфигурацией.