Проводники в электростатическом поле. Электростатическое экранирование

При внесений проводника в электростатическое поле под дейст­вием сил поля по проводнику начнут двигаться заряды (электроны). В результате такого перемещения на поверхности проводника, обра-

щенной к положительным источникам электрического поля, будет скапливаться (индуцироваться) отрицательный заряд, на противопо­ложной - положительный (рис. 4).

гоїН =оЕ +-

дї

| НІІ = І +І см ,

 

Іїбнеш

- .

 

+

 

і- - о

ь

+

-

Р

і- -    о „

+

-

<----о

+

Рисунок 4 - Проводник в электрическом поле

Эти индуцированные заряда образуют внутри проводника собст­венное электрическое поле Евнутр, которое направлено против внеш­него поля Евнеш и ослабляет его. Движение свободных зарядов будет происходить до тех пор, пока поле индуцированных зарядов А^йіддд не скомпенсирует поле Евнеш. Из изложенного следует, что напря-

женность поля во всех внутренних точках проводника равна нулю и согласно выражения (8) объемная плотность заряда в этих точках также равна нулю и существует лишь заряды на внешней поверхности проводника. Если мы теперь удалим внутренний объем проводника и оставим лишь тонкую поверхность, то в объеме, ограниченном этой поверхностью электрическое поле будет отсутствовать.

Однако заряды, находящиеся внутри объема, ограниченного про­водящей поверхностью, создадут поле и вне этого объема, т.к.

| Ъ~с18 = 2 Ч-

Для того, чтобы заряды на поверхности проводящего объема не создавали электрическое поле их необходимо отвести на землю, т.е. проводящую поверхность необходимо заземлить (рис.5).

Выводы. Таким образом, если проводящая поверхность ограни­чивает собой некоторый объем, свободный от зарядов, то напряжен­ность поля во всех точках этого объема равна нулю, независимо от распределения зарядов вне этого объема. Это явление используется в технике для создания электростатических экранов.

+    +    + +

+ -+ ­

б'

о.

+ +   +   + +

- - - ^

 

+ +

+ +

Рисунок 5 - Электростатическое экранирование