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/ NetNews Usenet Archive 1993 #1 / NN_1993_1.iso / spool / sci / physics / fusion / 3143 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1993-01-05  |  3.7 KB

  1. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!sun-barr!olivea!spool.mu.edu!umn.edu!noc.msc.net!ns!ns!logajan
  2. From: logajan@ns.network.com (John Logajan)
  3. Newsgroups: sci.physics.fusion
  4. Subject: Re: Electrostatic fusion
  5. Message-ID: <1993Jan5.024856.9337@ns.network.com>
  6. Date: 5 Jan 93 02:48:56 GMT
  7. References: <9212310041.AA08904@anubis.network.com> <1993Jan4.061545.20443@adobe.com>
  8. Sender: news@ns.network.com
  9. Organization: Network Systems Corporation
  10. Lines: 61
  11. Nntp-Posting-Host: ns
  12.  
  13. epperson@adobe.com (Mark Epperson) writes:
  14. >>>The sharp points produce enormous fields. 
  15.  
  16. >Does this mean the the D ions will be more concentrated at the tip? 
  17.  
  18. Actually, the more intense the external field around a conductive surface, the
  19. fewer relative charged "sites" it has.
  20.  
  21. Since a conductive surface will always settle to an equilibrium (any location
  22. on the surface must have the same electrical potential as any other location on
  23. the surface else charge carriers will be induced to move to make it so) the
  24. only way for the conductive surface effect to accomplish such an equilibrium
  25. is for charge carriers to tend to vacate any area of higher (non-uniform)
  26. external electrical potential.  i.e. the relative scarcity of regional
  27. charges makes up for and nullifies the stronger adjacent external field --
  28. bringing the surface potential to be equal at all locations simultaneously.
  29.  
  30. You will actually find the highest density of charge carriers adjacent to
  31. the portion of the surface with the lowest external field gradient.
  32.  
  33. In simple terms, similar polarity charges repel, hence where there is a high
  34. concentration of similar polarity fields, mobile charge carriers will vacate
  35. the area until a new equilibrium is established.
  36.  
  37.  
  38. There are four general cases of conductive surface shapes, the point, the
  39. wire, the plane, and the sphere.
  40.  
  41. The "point charge" gradient diminishes proportional to the inverse square of
  42. the seperation.  Since at any non-infinitely small distance, this defines
  43. a spherical space, the gradient around a sphere also diminishes proportional
  44. to the inverse square of the seperation (measured from the center of the
  45. sphere) for all locations on or beyond the surface.
  46.  
  47. The wire surrounding gradient dimishes more slowly with seperation (where
  48. seperation is much less than wire length) because each charge along the
  49. wire adds to the field at any given point.  Those points more distant have
  50. less effect, but are also more numerous.  Seperation from points nearby
  51. on the wire can quickly double or triple the distance from nearby charges,
  52. but only change the the distance to the far more numerous more distant
  53. charges by a tiny increment.
  54.  
  55. The result is that in the earths atmosphere, a sphere of about 15" in diameter
  56. is require to hold a voltage potential of 1,000,000 volts without causing
  57. electrical breakdown in the air due to high near surface gradients, while
  58. it only requires a wire of about 2" in diameter to transport 1,000,000 volts
  59. along a high tension power grid with causing electrical breakdown of the air.
  60.  
  61. The final general case is the flat plane, a two dimensional extension of the
  62. one dimensional wire case.  The field gradient diminishes most slowly with
  63. seperation in this case (where again, seperation is much less than the plane's
  64. dimensions.)  Here the vector sum of many more charges are combined to produce
  65. the field at any give point.  Hence seperation chances near the surface are
  66. but a tiny increment in vector distance for most of the charges on the surface
  67. of the plane and therefore the gradient diminishes very slowly with distance
  68. (in the case of an infinite plane, there would be no voltage gradient at all.)
  69.  
  70.  
  71. -- 
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  74.