עמוד:101

101 פרק 5 מתח חשמלי והפרש פוטנציאלים חיבור בין כדורים מוליכים טעונים במקרים שונים, המוכרים גם מחיי היום - יום, מתקיים מעבר של מטענים חשמליים לאדמה, שאליה ניתן להתייחס כאל כדור מוליך טעון בעל רדיוס גדול מאוד . כדי להבין מה מתרחש במקרה זה, ננתח את הפוטנציאל החשמלי במקרה הכללי, של שני כדורים מוליכים המחוברים R ומטענו Q , רדיוס הכדור זה לזה . רדיוס הכדור הגדול 2 R . R2 > > R ומטענו q , ונניח שמתקיים 1 הקטן 1 כאשר מחברים את הכדורים באמצעות תיל מוליך דק, מאפשרים למעשה לאלקטרונים לעבור מהפוטנציאל הנמוך לפוטנציאל גבוה יותר עד להשתוות הפוטנציאלים, כלומר למצב סטטי . לפני החיבור : הפוטנציאל של הכדור הקטן : , הפוטנציאל של הכדור הגדול : אחרי החיבור : הפוטנציאל של הכדור הקטן : , הפוטנציאל של הכדור הגדול : ואנו יודעים שלאחר החיבור הפוטנציאלים של שני הכדורים משתווים : מסקנה : בחיבור שני כדורים טעונים, המטען הכולל מתחלק בין שני הכדורים ביחס ישר לרדיוסים שלהם . מכאן ניתן להסיק שאם רדיוס של כדור אחד גדול מאוד ביחס לרדיוס של הכדור השני, אז רוב מוחלט של המטען יעבור לכדור הגדול . בסעיף הבא נעסוק בפעולת הארקה המבוססת על מסקנה זו . מחוק שימור המטען מתקיים : ומתוך שתי המשוואות ( 1 ) ו - ( 2 ) ניתן לחשב את גודלו של המטען שעבר בין הכדורים . Q q R1 R2 הארקה גוף טעון כדור הארץ הארקה גוף טעון כדור הארץ הארקה חיבור גוף מוליך טעון אל כדור הארץ באמצעות מוליך חשמלי נקרא הארקה . מקובל לסמן חיבור כזה כך : מכיוון שכדור הארץ גדול מאוד ביחס לכל גוף המצוי עליו, ההארקה תגרום למעשה לפריקת מטענו של הגוף הטעון המחובר במוליך לכדור הארץ . נשתמש בקשר ( 1 ) שמצאנו :

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר