Conducteurs dans un champ électrique

Les différents corps sont divisés en non conducteurs (diélectriques) et les conducteurs en fonction de leurs propriétés électriques. L'une des caractéristiques que les conducteurs ont dans un champ électrique est que lorsque les charges sont en équilibre sur leur surface, il n'y aura pas de champ électrique à leur intérieur. Comment puis-je expliquer cela?

La chose est que les conducteurs ont des charges électriques spéciales . Ainsi, par exemple, les métaux sont des porteurs de charges telles que des électrons qui ont perdu contact avec des atomes. Ils sont appelés électrons libres.

De tels électrons dans un conducteur de métal placé dans un champ électrique, sous l'influence des forces de ce champ, se déplacent dans une direction qui sera opposée à la force du champ électrique.

Nous prenons un conducteur dans un champ électrique ABCD, qui est placé dans un champ homogène, avec une déformation dirigée de gauche à droite.

Une charge négative excessive survient à la surface du conducteur AC, et une position positive excessive sur l'autre DB. Dans cet exemple, nous voyons que les conducteurs du champ électrique sont électrifiés. Les charges qui apparaissent à la surface du conducteur créent un champ électrique supplémentaire à l'intérieur. Ses lignes de force ont la direction opposée par rapport aux lignes de force du champ principal. En conséquence, la force du champ principal dans le conducteur va diminuer, c'est-à-dire La force qui agit sur les électrons libres, et aussi leur mouvement sera affaibli. Les charges qui ont des conducteurs dans un champ électrique cesseront de se déplacer lorsque l'intensité du champ résultant à l'intérieur de celles-ci devient nulle.

Ainsi, dans l'équilibre des charges sur un conducteur, le champ intérieur est absent. Son absence peut être utilisée pour protéger les corps de l'influence d'un champ électrique externe. À cette fin, il suffit d'entourer le corps avec une fine couche conductrice, par exemple, le placer dans une boîte en métal. Il n'y aura aucun champ à l'intérieur de ce tiroir.

Pour prouver le fait qu'il n'y a pas de champ électrique dans le conducteur chargé, dans son expérience, Faraday a construit une grande cage de fil qu'il a placé sur des isolateurs et a été rechargée. Étant à l'intérieur de cette cellule avec un électroscope supersensible, Faraday a prouvé qu'en l'intérieur il n'y a pas de forces électriques, bien qu'une charge très importante soit concentrée sur la surface extérieure. Un tel phénomène s'appelle électrisation par influence ou induction électrostatique. Sa cause est l'effet d'un champ électrique externe sur les électrons inoccupés dans un conducteur. Et les charges qui comportent des conducteurs dans un champ électrique sont appelées charges induites.

Le phénomène de l'électrification par l'influence explique l'attraction entre les corps électrifiés et non électrifiés, ainsi que le transfert de charge électrique lors du contact de ces corps.

Lorsqu'un corps électrifié est approché à un conducteur facile, les accusations induites par les deux signes apparaissent sur celui-ci. Ainsi, les accusations de signes opposés seront attirés par le corps et les accusations du même nom seront repoussées. Parce que les charges du même nom sont sur le côté d'un conducteur de lumière plus éloigné du corps, la résultante de ces deux forces est la force d'attraction. Sous l'influence de cette force, un conducteur facile sera attiré par le corps. Au moment du contact, leur charge induite du signe opposé sera neutralisée par une partie de la charge inductive, qui est égale en grandeur. Sur un conducteur de lumière, la même charge reste la même que sur le corps.

Parce que le conducteur de lumière a maintenant la même charge que le corps, il s'en écartera; C'est ce que nous observons expérimentalement.

Les conducteurs et diélectriques dans un champ électrique ont des propriétés différentes. Ainsi, les diélectriques n'ont pratiquement pas de frais gratuits. Lorsqu'ils sont placés dans un champ électrique, un phénomène de polarisation se produit.