Проводник в электрическом поле

Вещества, имеющие свободные заряды, называются проводниками. Металлы имеют в качестве свободных зарядов электроны.

Внесем в постоянное электрическое поле проводник. Под действием силы электрического поля свободные заряды будут перемещаться по всему объему проводника, а связанные смещаются в пределах атома. В результате такого перемещения внутри проводника создаются два противоположно направленных поля: одно из них создано в результате перемещения свободных зарядов (пунктирная стрелка), а другое – внешнее (сплошная стрелка) (рис. 2.13).

Перемещаться свободные заряды внутри проводника будут до тех пор, пока напряженность результирующего поля не станет равной нулю.

Внутри проводящего тела напряженность поля равна нулю (), т.к. внешнее поле компенсируется полем свободных зарядов, расположенных на поверхности тела. Это свойство проводника используется для экранирования электрического поля.

Определим величину и направление вектора на поверхности проводника, помещенного в электрическое поле. Так как

, то и .

При прохождении через поверхность, несущую заряд, тангенциальная составляющая не изменяется, значит

.

Нормальная составляющая терпит изменения при переходе через поверхность раздела сред, т.е.

, т.к. , то . (2.40)

На поверхности проводника существует только нормальная составляющая вектора , поэтому . Т.е. разность потенциалов между любыми двумя точками проводника равна нулю. Электрическое поле в середине проводника отсутствует.

Выводы.

В электростатическом поле:

1. Напряженность поля на внешней поверхности проводника направлена нормально к поверхности.

2. Поверхность проводника представляет собой граничную поверхность и может быть использована в качестве граничных условий.

3. Т.к. вектор напряженности направлен нормально к поверхности, то поверхность проводника любой формы является эквипотенциальной поверхностью (потенциал проводника - постоянная величина).

Дата добавления: 2014-01-15