Hvorfor kan der opbevares mere ladning på et metal, hvis det er meget poleret end når dens overflade ru?

Udsagnet om, at mere ladning kan opbevares på en højt poleret metaloverflade sammenlignet med en ru overflade, er ikke helt nøjagtig . Faktisk er det modsatte generelt sandt: en ru overflade kan opbevare mere ladning end en glat en . Her er hvorfor:

* opladningsfordeling: Charge har en tendens til at fordele sig jævnt på en overflade. Når en overflade er ru, har den mere overfladeareal. Dette betyder, at den samme opladningsmængde kan spredes ud over et større område, hvilket resulterer i en lavere ladningstæthed.

* Elektrisk feltkoncentration: En glat, højt poleret overflade fører til en højere koncentration af det elektriske felt ved skarpe punkter og kanter. Denne koncentration kan medføre, at ladningen lækker lettere væk, hvilket reducerer den samlede opladningsbestillingskapacitet.

* skarpe punkter og kanter: De skarpe punkter og kanter, der er til stede på en grov overflade, fungerer som "ladningsataktører." Det elektriske felt er stærkere på disse punkter, hvilket fører til højere opladningstæthed og større opladningsopbevaringskapacitet.

Eksempel:

Tænk på en metalfære. En perfekt glat sfære vil have en ensartet ladningsfordeling. Men hvis du introducerer små buler eller uregelmæssigheder, har du et større overfladeareal for at fordele den samme mængde af ladning, hvilket effektivt reducerer ladningstætheden.

Der er dog nogle advarsler:

* meget glatte overflader: Ekstremt glatte overflader, såsom dem, der opnås gennem avancerede poleringsteknikker, kan udvise et fænomen kaldet "feltemission." Dette kan føre til ladningslækage, selvom overfladen er geometrisk glat.

* Elektrostatisk udladning: Det er også værd at bemærke, at kapaciteten "ladningslagring" ofte er relateret til et materialers evne til at modstå elektrostatisk udladning (ESD). I denne sammenhæng kan glatte overflader være lidt bedre til at forhindre ESD på grund af den nedre elektriske feltkoncentration, men denne forskel er generelt ubetydelig.

Konklusion: Mens en glat overflade muligvis ser ud til at have mere "opladningsopbevaring" på grund af sin ensartede fordeling, har en ru overflade generelt en højere opladningsbestillingskapacitet på grund af dets større overfladeareal og "ladning, der tiltrækker" virkningen af ​​dens skarpe punkter og kanter.