静电平衡与静电平衡条件

  静电(píng)衡与静电(píng)衡条件

  当带电系统的电荷分布状态稳定不变，从而其电场分布也不随时间变化时，我们称该带电系统达到了静电(píng)衡.

  如2.1节所述，导体是体内存在着大量自由电荷或载流子的物体.如果导体内存在电场(不管这电场是导体上的电荷产生的还是外电场)，导体内的自由电荷、定会在电场作用下发生移动，从而改变导体上的电荷分布，电荷分布的改变反过来又会影响和改变电场的分布.因此，在有导体存在时，导体上的电荷分布与电场的空间分布将相互影响、相互制约，不是所有的电荷和电场分布都能使导体达到静电(píng)衡的.

  现在，我们通过一个具体事例来讨论导体上的电荷分布与电场分布之间的相互影响.把一个原本不带电的导体放入均匀外电场E。中如图2.1(a)所示，由于导体内存在电场E，导体内的自由电荷将沿电场移动，使得在导体右侧出现正电荷，左侧出现负电荷如图2.1(b)所示.导体上出现电荷后，这些电荷产生电场E，E’与E。的方向相反，只要E"不能完全抵消E。，则在电场E=E十E"的作用下，导体内的自由电荷继续移动，使E’增大.当E’大到导体内的电场场强E=E E=0时，导体内自由电荷的移动停止，这时候导体上的电荷分布不再变化，同时电场的空间分布也不再随时间发生变化，导体就达到了静电(píng)衡.导体从放入外电场中处于非静电(píng)衡到达到静电(píng)衡的这个过程，实际上是极迅速的，大约只需10～9 s 的时间.导体达到静电(píng)衡时的电场空间分布情况如图2.1(c)所示.由此可以看出，导体要达到静电(píng)衡，必须满足一定的静电(píng)衡条件.

  均匀导体的静电(píng)衡条件是导体内场强处处为零.这里所说的“均匀”导体，指导体的质料均匀，温度均匀.

  由静电(píng)衡条件出发，很容易推得有静电(píng)衡导体存在的电场，电场分布必须遵守如下规则：

  (1)导体是一个等势体，导体表面是一个等势面.