Распределение зарядов в проводниках

В проводниках, в отличие от диэлектриков, имеются не только связанные, но и свободные заряды, которые перемещаются под действием электростатического поля. Избыточный заряд в одной части проводника будет перераспределяться до тех пор, пока напряженность поля E не станет равной нулю, а потенциал φ = const во всех точках внутри проводника. Потенциал на поверхности проводника имеет такое же значение, как и внутри. Поверхность проводника является эквипотенциальной поверхностью, а линии напряженности электрического поля перпендикулярны к поверхности проводника (рис. 15.1).

Рис. 15.1.

В проводнике, помещенном во внешнее электрическое поле, происходит разделение зарядов различного знака на концах проводника. Появляется дополнительное электрическое поле проводника Е_доп, направленное в сторону, противоположную внешнему электрическому полю (рис. 15.2).

Рис. 15.2.

Результирующая напряженность электрического поля равна сумме векторов:

(15.1)

в скалярном виде

(15.2)

Напряженность электрического поля уменьшается до тех пор, пока не достигнет значения, равного нулю внутри проводника. Поле не проникает внутрь проводника, а также в область, ограниченную экраном из металлической сетки, что используется для защиты от внешних полей.

Идеальный проводник и идеальный диэлектрик сильно различаются по своим свойствам. Между реальными проводниками и диэлектриками нет резкого разграничения, т.к. свойства проводников и диэлектриков зависят от температуры и времени наблюдения.

Дата добавления: 2014-12-26