2. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Конденсаторы.
Напряженность электрического поля у поверхности проводника в вакууме:
0
En
ε
σ
=== ,
где σ – поверхностная плотность зарядов на проводнике, напряженность поля направлена
по нормали к поверхности проводника.
Энергия заряженного проводника:
W === qϕ ,
где q – заряд проводника, φ – потенциал проводника.
В однородном изотропном диэлектрике, заполняющем все пространство:
ε
E0
E
r
r
=== ,
где E0
r
– поле, созданное той же системой зарядов в вакууме, ε – диэлектрическая
проницаемость диэлектрика.
Вектор D
r
электрического смещения:
D 0E P
r r r
=== ε +++ ,
где P
r
- вектор поляризации. Для изотропных диэлектриков:
P 0E
r r
=== χε , D 0E
r r
=== εε , χ === ε +++ 1 ,
где χ – диэлектрическая восприимчивость.
Поток вектора поляризации P
r
:
∫∫∫
SdP === −−−q′′′
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q′′′- алгебраическая
сумма связанных зарядов внутри этой поверхности.
Теорема Гаусса для диэлектриков:
∫∫∫
SdD === q
r r
,
где интегрирование ведется по произвольной замкнутой поверхности, q - алгебраическая
сумма сторонних зарядов внутри этой поверхности.
Условия на границе двух диэлектриков для нормальных и тангенциальных
компонент векторов E,D,P
r r r
:
−−− === −−−σ ′′′ P n2 P n1
, D n2 −−− D n1 === σ , E2τ === E1τ
,
где σ ′′′ и σ - поверхностные плотности связанных и сторонних зарядов, вектор нормали
направлен из среды 1 в среду 2.
Емкость уединенного проводника:
ϕ
q
С = ,
где ϕ - потенциал проводника, q – заряд проводника...)
Температура плавления меди 1085 градусов по Цельсию ,у олова 232 градуса, у алюминия 660 градусов, у чугуна в зависимости от состава от
1150 до 1200 градусов.
Предполагаю, что спрашивающий хотел сравнить температуры плавления и получить следующий ответ.
В медном сосуде чугун нельзя расплавить, так как медный сосуд расплавится раньше. А у алюминия и олова температуры плавления меньше чем у меди и их можно расплавить.
Для школьного курса это верный ответ.
Дальше только для любознательных.
Место контакта некоторых материалов плавится при температурах заметно меньших, чем каждый из них. Такие сплавы называют эвтектическими. Вот алюминий и медь образуют такую эвтектику (см. рис) с температурой плавления 548 градусов по Цельсию. Это бы ничего, если бы при этом в этом эвтектическом сплаве растворяется и медный сосуд. Боюсь, это происходит настолько быстро, что дно медного сосуда прохудится раньше, чем расплавится алюминий полностью.
С оловом получше, но расплавившись он начинает очень быстро диффундировать в медь и это будет не медный сосуд, а оловянно медный припой с температурой плавления, сравнимой с температурой плавления алюминия.
