Розподіл зарядів на провіднику
Провідники це тіла, в яких електричні заряди здатні переміщатися під дією як завгодно слабкого електростатичного поля.
Внаслідок цього повідомлений провіднику заряд буде перерозподілятися до тих пір, поки в будь-якій точці всередині провідника напруженість електричного поля не стане рівною нулю.
Таким чином, напруженість електричного поля всередині провідника повинна бути рівною нулю.
Так як . то. # 966; = const
Потенціал всередині провідника повинен бути постійний.
2.) На поверхні зарядженого провідника вектор напруженості Е повинен бути спрямований по нормалі до цієї поверхні, інакше під дією складової, дотичній до поверхні (Еt). заряди переміщалися б по поверхні провідника.
Таким чином, за умови статичного розподілу зарядів напруженість на поверхні
де En-нормальна складова напруженості.
Звідси випливає, що при рівновазі зарядів поверхня провідника є еквіпотенційної.
3. У зарядженому провіднику некомпенсовані заряди розташовуються тільки на поверхні провідника.
Таким чином, в стані рівноваги усередині провідника надлишкових зарядів немає. Тому якщо ми видалимо речовина з деякого об'єму, взятого всередині провідника, то це ніяк не відіб'ється на стані рівноваги розташуванні зарядів. Таким чином, надлишковий заряд розподіляється на підлогою провіднику так само, як і на суцільному, тобто по його зовнішній поверхні. На внутрішній поверхні надлишкові заряди розташовуватися не можуть. Це випливає також з того, що однойменні заряди відштовхуються і, отже, прагнуть розташуватися на найбільшій відстані один від одного.
Досліджуючи величину напруженості електричного поля поблизу поверхні заряджених тіл різної форми можна судити і про розподіл зарядів по поверхні.
Дослідження показали, що щільність зарядів при даному потенціалі провідника визначається кривизною поверхні - вона росте зі збільшенням позитивної кривизни (опуклості) і убуває зі збільшенням негативної кривизни (угнутості) .Особливо велика буває щільність на вістрях. Напруженість поля поблизу острієв може бути настільки великий, що відбувається іонізація молекул навколишнього газу. При цьому заряд провідника зменшується, він як би стікає з вістря.
Якщо помістити на внутрішню поверхню полого провідника електричний заряд, то цей заряд перейде на зовнішню поверхню провідника, підвищуючи потенціал останнього. Багаторазово повторюючи передачу полому провіднику можна значно підвищити його потенціал до величини, що обмежується явищем стікання зарядів з провідника. Цей принцип був використаний Ван-дер-Граафом для побудови електростатичного генератора. У цьому пристрої заряд від електростатичного машини передається нескінченної непроводящей стрічці, що переносить його всередину великої металевої сфери. Там заряд знімається і переходить на зовнішню поверхню провідника, таким чином, вдається поступово повідомити сфері дуже великий заряд і досягти різниці потенціалів в кілька мільйонів вольт.
Провідники в зовнішньому електричному полі.
У провідниках можуть вільно переміщатися не тільки заряди, принесені ззовні, а й заряди, з яких складаються атоми і молекули провідника (електрони і іони). Тому при приміщенні незарядженого провідника в зовнішнє електричне поле вільні заряди будуть переміщатися до його поверхні, позитивні по полю, а негативні проти поля. В результаті у кінців провідника виникають заряди протилежного знака, звані індуковані зарядами. Це явище, що складається в електризації незарядженого провідника в зовнішньому електростатичному полі шляхом поділу на цьому провіднику вже наявних в ньому в рівних кількостях позитивних і негативних електричних зарядів називається електризацією через вплив або електростатичного індукції.
Переміщення зарядів в провіднику вміщеному в зовнішнє електричне поле Е0 відбуватиметься до тих пір, поки створюване індукційними зарядами додаткове поле Едоп НЕ компенсує зовнішнє поле Е0 у всіх точках всередині провідника і результуюче поле Е всередині провідника стане рівним нулю.
Сумарне поле Е поблизу провідника буде помітно відрізнятися від свого первісного значення Е0. Лінії Е будуть перпендикулярні до поверхні провідника і будуть частково кінчатися на індукованих негативних зарядах і знову починатися на індукованих позитивних зарядах.
Індуковані на провіднику заряди зникають, коли провідник видаляють з електричного поля. Якщо попередньо відвести індуковані заряди одного знака на інший провідник (наприклад в землю) і відключити останній. то перший провідник залишиться зарядженим електрикою протилежного знака.
Відсутність поля всередині провідника, поміщеного в електричне поле, широко застосовується в техніці для електростатичного захисту від зовнішніх електричних полів (екранування) різних електричних приладів і проводів. Коли якийсь прилад хочуть захистити від впливу зовнішніх полів, його оточують проводять футляром (екраном). Подібний екран діє добре і в тому випадку, якщо його зробити не суцільним, а у вигляді густої сітки.