Comment le fait qu’il n’y ait pas de champ électrique à l’intérieur d’un conducteur creux peut-il être expliqué par l’expérience du seau à glace de Faraday?

le plus vénérable monsieur

Comment le fait qu’il n’y ait pas de champ électrique à l’intérieur d’un conducteur creux peut-il être expliqué par l’expérience du seau à glace de Faraday?


Fondamentalement, quelque chose de très similaire à ces images entrez la description de l'image ici

Ils proviennent de deux livres distincts. L’image du bas indique que toute la charge excédentaire d’un objet peut être transférée vers un métal déjà chargé si elle est touchée à l’intérieur de la coque , ce qui, je suppose, signifie probablement la même chose qu’il n’y a pas d’électricité champ à l’intérieur d’une coquille.

L’image du haut est ce qui explique explicitement un raisonnement pour lequel il n’y a pas de champ à l’intérieur d’un shell. Mais le problème est que je n’ai pas toute l’explication. Fondamentalement, il dit que

une charge ponctuelle positive (qui peut également être négative) est placée à l’intérieur d’un bon conducteur creux, qui est isolé. [C’est ce qui m’embrouille le plus ->] Parce qu’il ne peut y avoir de champ à l’intérieur du métal, les lignes quittant la charge positive doivent se terminer par des charges négatives sur la surface intérieure du métal. Ainsi, une quantité égale de charges négatives est induite sur la surface intérieure de la coque sphérique. Puis, comme la coque est neutre, une charge positive, + Q, de même ampleur doit exister sur la surface externe de la coque.

Ok, il y a quelque chose de contradictoire ici. Si le but de cette partie est d’expliquer pourquoi il n’y a pas à l’intérieur de la coquille creuse, pourquoi est-il explicitement indiqué que « les lignes partant … se terminent sur des charges négatives »?

Une question plus non pertinente est la suivante: la distance importe-t-elle combien la charge est induite?

CuriousOne

Il peut y avoir un malentendu ici. Il n’y a pas de champ électrique à l’intérieur d’une coque conductrice SI il n’y a pas de charge à l’intérieur. S’il y a une charge à l’intérieur, alors il y a un champ électrique. Quelle que soit la charge à l’intérieur ou à l’extérieur de la coque, elle apparaîtra également comme une charge totale (c’est-à-dire que vous ne pouvez pas filtrer la charge totale), ce que la première image essaie de montrer.

le plus vénérable monsieur

Donc, s’il y a déjà un champ dans la coque au préalable, toutes les lignes de champ à partir de ce point ne se termineraient-elles pas toutes à la surface?

le plus vénérable monsieur

Et il ne semblerait pas que « il n’y ait pas de coquille du tout?

CuriousOne

La coque protégera la structure interne des charges, vous ne pouvez donc pas dire comment elles sont organisées, mais elle agira comme si toutes les charges reposaient sur sa surface.

le plus vénérable monsieur

Tu n’as pas répondu à ma première question

Réponses


 Farcher

« Parce qu’il ne peut y avoir de champ à l’intérieur du métal, les lignes quittant la charge positive doivent se terminer par des charges négatives sur la surface intérieure du métal. »

entrez la description de l'image ici

Le champ électrique externe de l’objet chargé induit des charges à la surface du conducteur.
Ces charges induites produisent un champ électrique de magnitude égale mais opposé dans la direction, ce qui fait qu’il n’y a pas de champ électrique net dans le conducteur.
Il s’agit bien de dates postérieures à l’interprétation de Faraday de l’expérience du seau à glace, car dans l’article de Faraday, je ne pense pas qu’il soit fait mention du champ électrique (force) à l’intérieur des conducteurs.
Ce que Faraday a montré avec son expérience du seau à glace, c’est que la magnitude de la charge provoquant l’induction est égale à la magnitude de la charge induite et que les charges induites résidaient sur le seau à glace.

Vous pourriez trouver intéressant de lire l’article original de Faraday qu’il a écrit il y a plus de 170 ans?
La langue est démodée mais les idées sont là.

le plus vénérable monsieur

C’est contre-intuitif. La distance n’a pas d’importance? Parce que c’est une sphère?

le plus vénérable monsieur

Je veux dire que la charge ponctuelle à l’intérieur de la coque est de la même taille. Mais le rayon de la coque est considérablement augmenté. La charge induite = induirait-elle un changement?

Farcher

Il est peut-être plus facile de le penser en termes de lignes de champ électrique. Si toutes les lignes de champ électrique de la charge inductrice s’allument à la surface de conduction, alors la charge inductrice sera égale à la charge induite.


 Timée

Il existe différentes régions et vous devez leur attribuer tous les noms et les garder droits ou vous les confondrez.

Il y a l’extérieur. Si vous aviez un conducteur solide sans cavité, ce serait la partie qui ne serait pas le conducteur.

Il y a la cavité. C’est comme une région creuse à l’intérieur du conducteur, entourée par le conducteur. C’est comme l’intérieur de votre maison si vous fermez toutes les portes et fenêtres. Ce n’est pas la maison elle-même, ni les murs, ni les planchers, ni le plafond, ni le toit. C’est la région à l’intérieur avec tout l’air et les gens. Si vous avez remplacé tout l’extérieur par un conducteur, c’est la partie qui n’est plus un conducteur.

Ensuite, la troisième région est le conducteur lui-même. C’est la région qui n’est pas l’extérieur ni la cavité. C’est un métal conducteur. Il n’a aucun champ électrique.

Et les autres régions, ont-elles des champs électriques nuls? Ils n’ont pas à le faire, et souvent ils ne le font pas.

Les lignes de champ sortent de la charge dans la cavité, traversent la région de la cavité et se terminent sur la surface intérieure de sorte qu’elles n’existent qu’à l’intérieur de la cavité, pas dans le conducteur. Rappelons que ce sont deux régions différentes.

Ensuite, s’il y a une charge sur la surface extérieure, les lignes de champ sortent de ces charges et se dirigent vers la région extérieure. Ils n’existent donc qu’à l’extérieur, pas dans le conducteur. Rappelons que ce sont aussi deux régions différentes.

C’est tout.

Mais l’extérieur n’est-il pas seulement la surface extérieure du conducteur? Pourquoi le rendre si compliqué? Le livre dit simplement que toutes les charges nettes resteront à la surface.

Ce n’est pas trop compliqué d’avoir des noms différents pour différentes choses, donc vous pouvez savoir quand les gens parlent de différentes choses.

Il y a deux régions de non-conducteur et l’une est appelée l’extérieur et l’autre est appelée la cavité. La surface entre l’extérieur et le conducteur s’appelle la surface extérieure. La surface entre la cavité et le conducteur est appelée surface intérieure. Les deux surfaces sont à la limite du conducteur. Ni l’un ni l’autre n’est « à l’intérieur » du conducteur dans le sens où il se trouve ailleurs que la frontière entre le conducteur et le non-conducteur. Vous avez simplement besoin d’apprendre la terminologie pour savoir ce que les gens disent.

Votre message montrait clairement que vous aviez du mal à distinguer quand les gens parlaient de la cavité, quand ils parlaient de l’extérieur et quand ils parlaient de la coque conductrice. Il y a une charge sur la surface intérieure (entre la cavité et le conducteur) et les lignes de champ à l’extrémité de la cavité sur la surface intérieure. Ils n’entrent pas dans le chef d’orchestre. Vous avez affirmé qu’il y avait une contradiction, mais c’est simplement vous qui vous méprenez quand ils parlent de chacune de ces trois régions. Une seule région (la coque conductrice) a un champ électrique nul.

le plus vénérable monsieur

Mais l’extérieur n’est-il pas seulement la surface extérieure du conducteur? Pourquoi le rendre si compliqué? Le livre dit simplement que toutes les charges nettes resteront à la surface.

Timée

@Doeser Il y a deux régions de non-conducteur et l’une est appelée l’extérieur et l’autre est appelée la cavité. La surface entre l’extérieur et le conducteur s’appelle la surface extérieure. La surface entre la cavité et le conducteur est appelée surface intérieure. Les deux surfaces sont à la limite du conducteur. Ni l’un ni l’autre n’est « à l’intérieur » du conducteur dans le sens où il se trouve ailleurs que la frontière entre le conducteur et le non-conducteur. Vous avez simplement besoin d’apprendre la terminologie pour savoir ce que les gens disent.

Timée

@Doeser Votre message a clairement montré que vous aviez du mal à distinguer quand les gens parlaient de la cavité, quand ils parlaient de l’extérieur et quand ils parlaient de la coque conductrice. Il y a une charge sur la surface intérieure (entre la cavité et le conducteur) et les lignes de champ à l’extrémité de la cavité sur la surface intérieure. Ils n’entrent pas dans le chef d’orchestre. Vous avez affirmé qu’il y avait une contradiction, mais c’est simplement vous qui vous méprenez quand ils parlent de chacune de ces trois régions. Une seule région (la coque conductrice) a un champ électrique nul.

 

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