Провідник в зовнішньому електричному полі

Властивості тіл і їх розміщення в зовнішньому електричному полі визначаються їх будовою.

До складу атомів входять заряджені частинки – електрони і протони. В нормальному стані атом електро-нейтральний (число протонів в ядрі дорівнює числу електронів, які рухаються навколо нього). Електрони утримуються біля ядра силами електричного притягання до ядра, але у металах електрони можуть бути видалені за межі „свого” атома і вільно переміщуватися до тих пір, поки не захопляться іншими атомами.

Електрони, що втратили зв’язок з „своїм” атомом називаються вільними. Їх рух хаотичний і залежить від температури зовнішнього середовища. В металічних провідниках концентрація вільних електронів сягає 10²⁸ м^-3. Такий рух електронів аналогічний до теплового руху вільних газів і тому сукупність вільних електронів називається електронним газом..

Якщо металічний провідник розміщений в електричному полі, то на хаотичний рух електронів накладається впорядкований рух в тому напрямі, який протилежний напруженості поля. Такий рух називається дрейфом..

Дрейф буде відбуватися в бік поверхні АВ (рис. 5.4), внаслідок чого на CD буде виникати надлишковий позитивний заряд. Явище перерозподілу заряду внаслідок дії зовнішнього електричного поля називається електростатичною індукцією, заряди, що виникають на поверхні провідника називаються наведеними, або індукованими.

Заряди будуть перерозподілятися до тих пір, поки Е₀ не буде дорівнювати протилежно направленій напруженості Е індукованих зарядів.

.

Рис.5.4

Напруженість результуючого поля буде дорівнювати нулю і впорядкований рух зарядів припинитися – наступить рівновага.

Якщо на провіднику заряди в рівновазі, то потенціал поля не змінюється. Отже, у випадку рівноваги, поверхня провідника еквіпотенціальна.