Проводники в электростатическом поле. Проводники - это вещества, в которых есть свободные носители зарядов, способные перемещаться под действием электрического поля

Проводники - это вещества, в которых есть свободные носители зарядов, способные перемещаться под действием электрического поля. В случае металлических проводников свободными носителями заряда являются валентные электроны. Далее будем говорить о металлических проводниках, в которых носителями свободных зарядов являются электроны.

Электроны в проводнике способны перемещаться под действием сколь угодно малой силы . Поэтому, при внесении незаряженного проводника в электрическое поле положительные заряды будут перемещаться по направлению , а отрицательные – против вектора . В результате этого на поверхности проводника возникают индуцированные заряды противоположных знаков. Они создают поле, направленное против внешнего поля так, что внутри проводника напряженность поля станет равной нулю ().

В равновесном состоянии заряды в проводнике не перемещаются. Это означает, что потенциал в пределах всего проводника является постоянным, т. е. = const. Таким образом, поверхность проводника и весь проводник являются эквипотенциальной поверхностью. Отсутствие перемещения зарядов по поверхности означает, что в каждой точке поверхности проводника вектор направлен по нормали к поверхности, т. е. , а касательная составляющая .

Если проводник заряжен, то поле внутри него также отсутствует (), иначе движение зарядов под действием силы не прекратилось бы. Согласно теореме Остроградского-Гаусса, это означает, что сумма зарядов внутри проводника равна нулю. Следовательно, все (не скомпенсированные) заряды располагаются на поверхности проводника с поверхностной плотностью . Как было показано ранее с использованием теоремы Остроградского-Гаусса, вблизи поверхности заряженного проводника E = .

Дата добавления: 2014-01-07