§ 22-1. Праваднікі ў электрастатычным полі
Мы ўжо абмяркоўвалі падабенства і адрозненне гравітацыйнага і электрастатычнага ўзаемадзеянняў. Трэба адзначыць яшчэ адно іх істотнае адрозненне. Ад сіл прыцяжэння нельга засцерагчыся. Няма такога месца, дзе б сілы прыцягнення не дзейнічалі. А вось атрымаць надзейную ахову ад электрастатычных сіл увогуле магчыма. Такую ахову можа забяспечыць любы праваднік. Якія ж уласцівасці праваднікоў дазваляюць выкарыстоўваць іх для электрастатычнай аховы?
Праваднікі ў электрастатычным полі. У металах свабоднымі зараджанымі часціцамі з'яўляюцца электроны. Гэта абумоўлена тым, што электроны, якія знаходзяцца на знешніх абалонках атамаў, страчваюць сувязі са сваімі атамамі і могуць адносна свабодна перамяшчацца па ўсім аб’ёме металу.
Высветлім, што адбываецца ў аднародным металічным правадніку, калі яго ўнесці ў электрастатычнае поле. Для гэтага змесцім металічны праваднік А ў электрастатычнае поле, створанае дзвюма зараджанымі пласцінамі В і С (мал. 118.2). Напружанасць гэтага поля накіравана ад дадатна зараджанай пласціны В да адмоўна зараджанай пласціны С. Пад дзеяннем электрычных сіл свабодныя электроны нароўні з бесперапынным цеплавым рухам пачнуць рухацца ўпарадкавана. Яны будуць збірацца злева каля паверхні правадніка А, ствараючы там залішні адмоўны зарад. Недахоп электронаў на правым баку правадніка прывядзе да ўзнікнення на ім залішняга дадатнага зараду.
Пераразмеркаваныя зарады ствараюць уласнае электрычнае поле . Лініі напружанасці гэтага поля ў правадніку накіраваны ў бок, супрацьлеглы лініям напружанасці знешняга поля
. Упарадкаванае перамяшчэнне свабодных электронаў у правадніку спыніцца, калі ўласнае поле
скампенсуе знешняе
. У гэтым выпадку напружанасць рэзультуючага поля ўнутры правадніка стане роўнай нулю, гэта значыць электрастатычнае поле ў правадніку знікне.
Такім чынам, электрастатычнае поле ўнутры правадніка адсутнічае. А значыць, праваднік — адна з мадэлей, што выкарыстоўваюцца ў электрастатыцы для апісання аднароднага цела, унутры якога напружанасць электрастатычнага поля роўная нуля.
Сумарны зарад любой унутранай часткі правадніка роўны нулю і не ўплывае на размеркаванне зарадаў на яго паверхні і на напружанасць поля ўнутры правадніка. На гэтай уласцівасці праваднікоў заснавана электрастатычная ахова. Каб засцерагчы адчувальныя да электрычнага поля прыборы, іх змяшчаюць унутр заземленых полых праваднікоў з суцэльнымі або сеткаватымі сценкамі. Часцей, аднак, экрануюць не прыборы, а саму крыніцу электрычнага поля, ад непажаданага ўздзеяння якога неабходна засцерагчы размешчаныя паблізу прылады.
На малюнку 118.3 паказана папярэчнае сячэнне полай праводнай прызмы. Прызма зараджана адмоўна. У якой частцы — А, В або С — напружанасць электрастатычнага поля не роўная нулю?
Вынікам таго, што напружанасць электрастатычнага поля ўнутры аднароднага правадніка роўная нулю, з'яўляецца тое, што патэнцыял усіх пунктаў правадніка аднолькавы. На самай справе, калі напружанасць поля роўная нулю, то рознасць патэнцыялаў паміж любымі двума пунктамі правадніка роўная нулю. Таму можна гаварыць пра патэнцыял правадніка, не паказваючы канкрэтны пункт, у якім ён вызначаны.