Ненулевое электрическое поле внутри проводящей оболочки

Заявление:

«Электрическое поле равно нулю везде внутри проводника, независимо от того, сплошной он или полый».

Вопрос:

Коаксиальный кабель состоит из длинной прямой нити, окруженной длинной коаксиальной цилиндрической проводящей оболочкой. Предполагать заряд Вопрос находится на нити, нулевой суммарный заряд на оболочке, а электрическое поле равно Е 1 я ^ в определенной точке п посередине между нитью и внутренней поверхностью оболочки.

Далее вы помещаете кабель в однородное внешнее поле 2 Е я ^ . Что Икс составляющая электрического поля в точке P тогда?

(а) 0

(б) между 0 и E1

(с) Е1

(г) между 0 и 2E1

(е) 2Е1

Ответ:
Ответ (с). Внешняя стенка проводящей оболочки станет поляризованной, чтобы нейтрализовать внешнее поле. Внутреннее поле такое же, как и раньше.

Моя проблема:
разве внутри проводника не должно быть 0 в любом состоянии, пока он находится в равновесии? Почему это ненулевое значение? Я ожидал бы, что проводящая оболочка нейтрализует электрическое поле внутри нее. Это то, что я видел в предыдущих вопросах, которые я решил. Пожалуйста, объясни.

Первое утверждение на 100% ложно, хотя его можно найти во многих плохо написанных учебниках.
Тогда скажите мне правильный вместо этого.
«Электромагнитное поле внутри полого проводника может быть любым (уравнения Максвелла допускают)».
Тогда в каких условиях он равен нулю?
Когда он фактически равен нулю. Технически, согласно третьему закону термодинамики, никогда, но не будем слишком техничными.
Утверждение должно заключаться в том, что электрическое поле равно нулю во «плоти» проводника, независимо от того, сплошной он или полый, в случае электростатики. Поле внутри любых полостей внутри проводника может быть ненулевым.
@Джефф: электрическое поле внутри полости внутри проводника не равно нулю, если полость не содержит заряда. (Доказательство: В "=" константа на границе полости и ∇ 2 В "=" 0 внутри полости, поэтому В "=" константа везде внутри полости.)
@MichaelSeifert Если вы имели в виду «ноль» вместо «не ноль», мы согласны! :)
@Jeff: Почему ты должен был идти и отвечать сразу после закрытия окна редактирования? ;-)

Ответы (2)

Что ж, ваше утверждение неполное. Электростатическое поле равно нулю внутри МАТЕРИАЛА проводника. Оно может иметь любое другое значение внутри (внутри не включает материал проводника) или снаружи проводника.

Он равен нулю внутри МАТЕРИАЛА проводника, потому что, поскольку заряды могут свободно перемещаться, они создают электрическое поле из-за поляризованного проводника, которое стремится нейтрализовать внешнее электрическое поле.

Со ссылкой на ваш вопрос, если в случае 1 поле было Е 1 я → , то в случае 2 она осталась бы прежней, так как силовые линии внешнего поля и поляризованные заряды внешней поверхности не достигли бы внутренней части проводника (как это видно из схемы, изображающей силовые линии). Таким образом, РЕЗУЛЬТАТ (не индивидуальный вклад) внешнего и внешнего поверхностного заряда компенсирует друг друга.

Теперь, если мы возьмем цилиндрическую гауссову поверхность, достаточную для того, чтобы окружить заряды внутренней поверхности, поскольку мы знаем, что поле внутри МАТЕРИАЛА проводника равно нулю, таким образом, применение закона Гаусса дает суммарный заряд, заключенный в нуль, что также приводит к тому, что внутренняя поверхность должна быть однородной. распределение − д заряд (однородный только потому, что нить НАХОДИТСЯ В ЦЕНТРЕ, если бы она была не по центру, распределение было бы неравномерным), поэтому, ссылаясь на аргументы симметрии (или закон Гаусса, если хотите), мы получаем, что поле из-за заряда внутренней поверхности также нуль. Поэтому запил будет только из-за нити, поэтому случай 2 эквивалентен случаю 1.

Все точки внутренней поверхности полого проводника имеют одинаковый потенциал. Следовательно, если плотность заряда р внутри везде ноль, электростатическое поле будет равно нулю. В вашем случае нить несет заряд Вопрос , поэтому плотность заряда не везде равна нулю.

Ненулевое электрическое поле внутри проводящей оболочки
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v