Czym jest równowaga elektrostatyczna?

Równowaga elektrostatyczna to stan osiągnięty przez naładowane przewodniki, w których ładunek elektryczny między dwoma przewodnikami znajduje się w wymaganej odległości, aby optymalnie zmniejszyć ładunki odpychające wewnątrz i poniżej powierzchni przewodów. Przewód jest materiał, który pozwala elektronom swobodnie poruszać się w nim od atomu do atomu.

Gdy przewodnik pobiera nadmiar ładunku, ładunek porusza się swobodnie wokół przewodnika w sposób, który zmniejsza siły odpychające przewodnika. Jedną z głównych cech przewodnika, który uzyskał równowagę elektrostatyczną, jest to, że ładunek elektryczny w dowolnym miejscu pod powierzchnią przewodnika lub w jego wnętrzu wynosi zero.

Najlepiej ilustruje to rozważanie przestrzeni pomiędzy dwoma współśrodkowymi okręgami, w których wewnętrzny okrąg i zewnętrzny okrąg są naładowanymi przewodami. Na przykład, jeśli zewnętrzny okrąg jest naładowany dodatnio, a wewnętrzny obwód jest naładowany ujemnie, wówczas oba przewodniki osiągają równowagę elektrostatyczną tylko wtedy, gdy przestrzeń między okręgami jest odpowiednia do zrównoważenia ładunków ujemnych i dodatnich. Tak więc, jeśli istnieją jakiekolwiek siły elektryczne pozostające w lub poniżej powierzchni któregokolwiek z przewodników, będą przyciągane do powierzchni aż przestrzeń będzie właściwa dla równowagi między ładunkami ujemnymi i dodatnimi. Zasada ta została po raz pierwszy wykazana przez brytyjskiego fizyka Michaela Faradaya w XIX wieku.