2017-10-25
4128Лекция 15
Проводники в электрическом поле
Равновесие зарядов на проводнике
Носители зарядов в проводнике способны перемещаться под действием сколь угодно малой силы. Поэтому равновесие зарядов на проводнике может наблюдаться лишь при выполнении следующих условий:
1. Напряженность поля всюду внутри проводника должна быть равна нулю Е=0. В соответствии с уравнением 
это означает, что потенциал внутри проводника должен быть постоянным, т.е. 
.
2. Напряженность поля на поверхности проводника должна быть в каждой точке направлена по нормали к поверхности 
в противном случае появляется составляющая 
направлена вдоль поверхности, что будет приводить к перемещению зарядов до тех пор пока не пропадет составляющая 
. Следовательно, в случае равновесия зарядов поверхность проводника будет эквипотенциальной. Если проводящему телу сообщить некоторый заряд q, то он распределится так, чтобы соблюдались условия равновесия. Представим себе произвольную замкнутую поверхность, полностью заключенную в пределах тела. Поскольку при равновесии зарядов поле в каждой точке внутри проводника отсутствует, поток вектора электрического смещения через поверхность равен нулю 
. Согласно теореме Гаусса алгебраическая сумма зарядов внутри поверхности также будет равна нулю.
|
|
|
Следовательно, при равновесии ни в каком месте внутри проводника не может быть избыточных зарядов - все они расположены на поверхности проводника с некоторой плотностью 
. Т.к. в состоянии равновесия внутри проводника избыточных зарядов нет, удаление вещества из некоторого объема, взятого внутри проводника, никак не отразится на равновесном расположении зарядов. Таким образом, избыточный заряд распределяется на полом проводнике так же, как и на сплошном, т.е. по его наружной поверхности. На поверхности полости в состоянии равновесия избыточные заряды располагаться не могут.
