Проводники в электростатическом поле

Поместим незаряженный проводник в однородное постоянное электрическое поле (поле двух разноименно заряженных бесконечных пластин) (рис.17.1а). Под действием сил электрического поля свободные заряды в проводнике придут в движение. Нас интересует не кратковременный (~ 10^-10 с) процесс их движений, а конечное равновесное состояние (рис. 17.1в).

происходит разделение зарядов внутри проводника. Если про­водник изолирован, то он, оставаясь в целом электронейтральным, приобретает свойства электрического диполя. Если соединить про­водник с другим проводником (например, заземлить), тo избыток заряда одного знака в силу электростатического отталкивания уйдет, и проводник станет заряженным. Явление перераспределения зарядов проводника в электрическом поле носит название электростатической индукции. Условие равновесия зарядов внутри проводника требует, чтобы эффективное (результирующее) поле внутри проводника

(17.1)

где - напряженность внешнего поля,

а - поле внутри проводника, образующееся при разделении зарядов.

Тот же результат следует из теоремы Остроградского-Гаусса:

(17.2)

так как объемная плотность зарядов внутри проводника (после происшедшего разделения зарядов) равна нулю.

Таким образом, электрическое поле внутрь проводника не прони­кает. На этом основана электростатическая защита (экранирова­ние).