Проводники в электрическом поле

Проводник в электрическом полеПроводники потому и называются проводниками, что через них при определенных условиях могут проходить электрические заряды (или течь ток). Если, например, в неподвижном проводнике появляется электрическое поле, то свободные заряды приходят в движение в таком направлении, что их смещение вызвало бы (и в некоторых случаях действительно вызывает) уменьшение этого самого электрического поля, которое и привело их в движение.

Для поддержания постоянным электрического поля в проводнике, требуется в каком-либо месте переносить заряды в направлении, противоположном действию электростатических сил. Этот перенос осуществляется так называемыми «сторонними силами». Сторонние силы имеются в аккумуляторах, генераторах тока и т.п. Сторонними силами называют любые силы, которые не сводятся к электростатическим силам и силам трения, действующим на движущиеся носители заряда.

На участке проводника, где не действуют сторонние силы, и в объеме проводника есть постоянное электрическое поле , свободные носители заряда движутся, имея не только хаотические (тепловые) скорости, но и упорядоченную скорость, причем их установившаяся средняя скорость движения в простых проводящих материалах пропорциональна напряженности электрического поля. С этим движением свободных носителей связана векторная величина — плотность тока зарядов.

В электростатике, когда в выбранной системе отсчета все заряды находятся в состоянии покоя, электрическое поле внутри проводников должно быть равно нулю. Иначе свободные носители заряда в проводнике под действием этого поля придут в движение, а это противоречит условию электростатики. На поверхности проводника (не внутри) электрическое поле может и не равняться нулю, но должно обязательно быть перпендикулярным к этой поверхности, иначе свободные носители заряда придут в движение вдоль поверхности, а это тоже противоречит условию электростатики. Из этих двух условий следует, что в электростатике потенциалы всех точек, лежащих внутри какого-либо выбранного проводника или на его поверхности, одинаковы.