4.7 静电场中的导体

• ​静电平衡

  • ​导体不带电也不受外电场作用时

    • ​微观的无规则热运动

    • ​呈现电中性

  • ​导体置于外电场时

    • ​宏观的定向运动

    • ​出现新的感应电荷反作用于电场分布

    • ​宏观定向运动停止：静电平衡状态

  • ​静电平衡的条件

    • ​内部电场强度处处为零

    • ​表面邻近处场强方向垂直于导体表面

    • ​导体是等势体，导体表面是等势面

• 静电平衡时导体电荷分布

  • ​导体内没有净电荷，电荷只能分布在（外）表面

  • ​面电荷密度与该处表面曲率成正比

• 静电平衡时导体表面附近场强

  • ​由高斯定理有 $\displaystyle \Phi_e=\oint \vec D \cdot d \vec S=D\cdot \Delta S=\sum q=\sigma \cdot \Delta S$ 

  • ​因此有 $D=\sigma$ 

    • 场强​ $E=\dfrac{D}{\varepsilon_0}=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}$ 

  • ​场强大小与电荷密度成正比

  • ​尖端放电

    • ​尖端电荷面密度大，电场强，使空气分子电离

    • ​产生电能损失和漏电危险

    • ​避雷针

• 静电屏蔽

  • ​导体空腔能够隔断空腔内外电荷的相互影响

  • ​不违背场强叠加原理，而恰是由感应电场叠加而成

  • ​只有外表面会有电荷分布

  • ​接地的导体空腔能屏蔽空腔内电荷对外部的影响