2026-02-22 06:20:51
关于接地的问题
关于接地的问题 在下面两种情况中,为什么导体B接地后其外侧的电荷全部流失为零,而导体A接地后却残留有电荷不为零。
分析 注意
接地的过程是把导体上的电荷转移到大地直到导体的电势为零,因为当导体接地后,可以把导体和大地视为一个导体,导体是一个等势体,电荷只分布在导体表面。并不是简单地说哪里接地,哪里的电荷就会全部流失。
情况一
当导体B接地,其外表面处于导体内部,故电荷为零,然后内表面电荷会迁移到大地使得导体B的电势为零(后面通过定量计算得到需要迁移的电荷量刚好为零)。
情况二
当导体A接地,应该视为把导体A内部接地,即球心处对应着大地无穷远点,而原导体A的外表面为导体的近端(可以假想对空间做了一个 t=1x 的变换),作为导体的表面是有电荷分布的,但是会迁移一部分电荷使导体A的电势为零。
定量计算 记导体球A的半径为RA,带电量QA,导体球壳B的半径为RB,带电量QB。
在未接地时,导体球A的电荷全部均匀分布在球面,导体球壳B内表面感生−QA的电荷,则B外表面均匀分布电荷量为QA+QB。
情况一
将B的外表面接地,外表面成为导体内部,故外表面的电荷量为0,设内表面的电荷变为q后使导体球壳B电势为零,有
VB=kQARB+kqRB=0⇒q=−QA故B内表面的电荷仍然为−QA。
情况二
将A接地,设A表面的电荷量为q可使得导体A的电势为零,有
VA=kqRA+kQBRB=0⇒q=−QBRARB