De ladingsdichtheid voor een geleider is een maat voor hoeveel elektrische lading wordt verpakt in een bepaald volume of gebied van de geleider. Er zijn twee hoofdtypen van ladingsdichtheid:

1. Volumeladingsdichtheid (ρ):

* Dit vertegenwoordigt de lading per volume -eenheid.

* Het wordt gemeten in coulombs per kubieke meter (c/m³).

* Voor een geleider in elektrostatisch evenwicht is de ladingsdichtheid binnen de geleider nul . Dit komt omdat elke overtollige lading op de geleider zich op het oppervlak zal verdelen, waardoor het interieur vrij is.

2. Oppervlakteladingsdichtheid (σ):

* Dit vertegenwoordigt de lading per oppervlakte -eenheid.

* Het wordt gemeten in coulombs per vierkante meter (c/m²).

* Voor een geleider is de oppervlakteladingsdichtheid niet nul en kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

σ =q / a

waar:

* σ is de oppervlakte -ladingsdichtheid

* Q is de totale lading op de geleider

* A is het oppervlak van de geleider

Belangrijke punten over ladingsdichtheid in geleiders:

* elektrostatisch evenwicht: In elektrostatisch evenwicht is het elektrische veld in een geleider nul. Dit betekent dat de netto kracht op elke lading binnen de geleider nul is, wat resulteert in een uniforme ladingsverdeling op het oppervlak.

* laadverdeling: Lading op een geleider zal de neiging hebben zich te concentreren op punten van hoge kromming (zoals scherpe hoeken of randen) omdat de elektrische veldlijnen in die regio's dichter worden verpakt.

* geleiders als equipotentiale oppervlakken: In elektrostatisch evenwicht hebben alle punten op een geleider hetzelfde elektrische potentieel. Dit komt omdat het elektrische veld binnen de geleider nul is en daarom is er geen werk vereist om een ​​lading van het ene punt naar het andere op de geleider te verplaatsen.

Voorbeelden:

* Een geladen bol:de lading op een geladen bol is uniform verdeeld op het oppervlak, wat resulteert in een constante oppervlakteladingsdichtheid.

* Een geladen plaatcondensator:de ladingen op de platen van een condensator zijn geconcentreerd op hun tegengestelde oppervlakken, wat resulteert in een hoge oppervlakteladingsdichtheid.

Het begrijpen van ladingsdichtheid is cruciaal voor het analyseren van elektrische velden, capaciteit en andere elektrische fenomenen waarbij geleiders betrokken zijn.