1 導體靜電平衡定義:導體內的自由電荷無宏觀的定向運動。
2 導體靜電平衡的必要條件:導體內部各點電場強度為零。
若導體內部電場強度不是處處為零,則電荷在電場的作用下將發生運動,這就不是靜電平衡。
3 導體靜電平衡時有如下性質:
①導體是個等勢體,導體表面是等勢面。
②靜電平衡時,導體內無電荷,電荷只能分布在導體的外表面,內部無電荷。
③導體內部電場強度處處為零(靜電平衡條件),緊靠導體外表面的點的場強方向與導體表面垂直,場強的大小與導體表面對應點的電荷密度成正比,即:E=σ/ε0(可由高斯定理求出)。
說明:
a、電荷面密度σ是Δs上面的,而E是所有電荷產生的總場強;
b、此式應與無限大帶電平面的場強公式σ/2ε區別開來;
c、Δs上面的電荷在其極附近處產生的場強為σ/2ε,而其余電荷在同一點產生的場強為σ/2ε,疊加后為σ/ε;
d、E和σ隨時受外界電荷的影響;
e、Δs上面的電荷受其余的電荷產生的電場的作用力為 F=EΔsσ=(σ/2ε) Δsσ
則單位面積的電荷受的力(力密度)為f =σ2/2ε=(1/2)εE2