¿Por qué la carga reside en la superficie de un conductor?

Una carga siempre residirá en la superficie, ya que solo queda un lugar a la izquierda. Porque si la carga reside dentro de la ley de Gauss, el campo dentro del conductor no será cero.

El campo eléctrico dentro del conductor siempre será cero porque si hubiera algún campo, los electrones libres en el conductor se alejarán. Ahora, cuando los electrones se mueven, la electrostática termina y la electrodinámica comienza cuando la electrostática es el estudio de las cargas en reposo y aquí será el caso. al contrario, los cargos se moverían.

Pero tenemos electrostática con

conductores que prueban el resultado anterior.

Uno debe tener claro que el campo neto es cero, esto no significa que el campo no existe, existen sino que cancelan la naturaleza. El campo eléctrico Eo produce cargas inducidas en la superficie del conductor para cancelar el campo eléctrico neto dentro del conductor. La carga inducida continuará fluyendo para organizarse para cancelar el campo eléctrico Eo. Todo el proceso de disposición de la carga es prácticamente instantáneo.

Un pensamiento simple sería

Debido a la repulsión mutua, los cargos se extienden naturalmente tanto como sea posible.

Pensando que esto es útil. Para más, debe acercarse a:

1.Las leyes básicas de la electrodinámica … IIE Irodov

2. Introducción a la electrodinámica …… David. J. Griffiths.

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La razón detrás de esto no es práctico para que los cargos residan dentro del conductor.

  • Vea si habrá alguna carga dentro del conductor, entonces definitivamente creará un campo eléctrico, lo que debería forzar a los electrones libres del conductor a moverse en el material del conductor incluso sin aplicar ninguna diferencia de potencial, lo que es prácticamente imposible.
  • Entonces podemos decir que es todo porque esa propiedad del conductor

En problemas electrostáticos, el campo dentro del conductor debe ser cero; de lo contrario, las cargas de electrones libres se moverán bajo el efecto de ese campo y la corriente fluirá. Pero, en electrostática, las cargas deben ser estacionarias. Es por eso que cuando un conductor recibe cierta carga, está tan distribuido que el campo dentro del conductor se convierte en cero. Para que esta situación se establezca, la carga dada se distribuye en la superficie externa del conductor de tal manera que la superficie se vuelve equipotencial, lo que garantiza que la corriente incluso en la superficie también sea cero.

Conductor en Equilibrium

Para un conductor en equilibrio:

La carga eléctrica neta de un conductor reside completamente en su superficie.

(La repulsión mutua de cargos similares de la Ley de Coulombs exige que los cargos estén lo más separados posible, por lo tanto, en la superficie del conductor).

Los cargos por exceso se rechazan de cualquier cuerpo cuando intentan mantenerse neutrales, un cuerpo conductor tiene sus electrones libres para moverse y luego el campo los obligará a concentrarse donde se necesita su presencia y lejos de donde se molestan, como resultado la superficie se carga convirtiéndose en una superficie equipotencial (de lo contrario, las cargas se moverán siguiendo el gradiente potencial).

Muy simple, cuando le das una carga a un conductor, ya sea positivo o negativo. Supongamos que le da carga negativa al conductor aquí debido a la repulsión electrostática entre -ve carga que se alejan entre sí pero con su límite, es decir, su superficie, no pueden salir de la superficie.

Otra razón para los ingenieros;

Cuando se aplican cargas similares al conductor, es su energía potencial lo que significa que es inestable. No me preguntes cómo aumenta la energía potencial, lo sabías. De acuerdo, vea la fórmula para la energía potencial, es kq1q2 / r, aquí las cargas están más cerca unas de otras porque en este instante. Ahora, naturalmente, el sistema o el conductor quiere llegar al equilibrio, es decir. estable. Entonces, cómo el potencial disminuye fuera de curso al aumentar la separación entre las cargas, por lo tanto, las cargas se alejan entre sí y se distribuyen sobre la superficie de los conductores.

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Las partículas con la misma carga se repelen entre sí mientras que los opuestos se atraen. Esto significa que todos los electrones en una esfera se moverán al punto más alejado posible, de modo que todos estén igualmente espaciados como en la imagen a continuación.

El campo eléctrico en el interior será 0 como resultado de este equilibrio de electrones. Si el conductor no tiene forma redonda y tiene esquinas afiladas, los electrones se agruparán de manera desigual y principalmente en esas esquinas. El campo eléctrico resultante seguirá siendo 0, pero habrá una mayor probabilidad de que una chispa salte desde una de esas esquinas que desde la esfera.

Como las cosas se repelen entre sí.

Una carga positiva deroga la otra carga positiva. Si hablamos de un conductor, las cargas intentarán separarse unas de otras y, finalmente, se mantendrán a la mayor distancia, es decir, en la superficie del conductor.

Gracias por preguntar.

Este fenómeno se conoce como el efecto de la piel. En otras palabras, todo el voltaje y la corriente viajan justo debajo de la instalación de un conductor que no está en el centro del cable.