Проводник в електростатично поле

Ще говорим само за металните проводници, в които има свободни електрони. При внасяне на проводника в електростатично поле електроните получават компонента на скоростта в посока на действащата върху тях сила и следователно се получава ефект на придвижване на зарядите, който трае дотогава, докато вътре в проводника електроните не се преразпределят така, че да компенсират външното електрично поле, т.е. докато интензитетът на полето вътре в проводника стане равен на нула. В резултат проводникът се наелектризира (хаотичното движение на свободните електрони не води до пренасяне на електричен заряд, поради което то не се отчита). Некомпенсираните заряди се разполагат само по повърхността на проводника. Силовите линии на електростатичното поле се прекъсват на повърхността, където се намират отрицателните заряди и излизат от повърхността, където са разположени положителните заряди, перпендикулярно на повърхността. Силовите линии се изкривяват, тъй като извън проводника интензитетът на полето е суперпозиция от интензитета на външното поле и интензитета на полето на индуцираните заряди. Вътре в проводника интензитетът на полето е нула, следователно потенциалът е константа. Във всички точки от обема и повърхността на проводника потенциалът има една и съща стойност. Следователно повърхността на проводника е еквипотенциална повърхнина.

Ако проводникът е кух, той екранира електричното поле на всички външни заряди. Това явление се използва в практиката за електростатична защита.

Например, за да се предпазят от влиянието на външните електрични полета, чувствителните електроизмервателни уреди се поставят в метални кутии; стените на някои научно-изследователски лаборатории се облицоват с метално фолио. Защитата от статично електричество се осъществява чрез заземяване.

Потенциал на зареден проводник

Нека имаме сферичен еднороден проводник S с радиус R, зареден със заряд q, който е разположен далеч от други заредени или проводящи тела, така че техните електрични заряди да не му влияят.

Потенциалът на електростатичното поле, създадено от проводника, вътре в обема заграден от сферата и по нейната повърхност е константа,

,

което лесно се доказва.

Нека означим със повърхнинната плътност на заряда, = const (виж чертежа по-долу).