导体的静电平衡daoti de jingdian pingheng

导体系中的电荷分布与电场分布处于不随时间而变化的状态，即导体处于电荷没有宏观运动的状态。静电平衡的必要条件是导体内部各点场强为零。处于静电平衡下的导体有如下几个性质：
❶导体是等势体，导体表面是等势面；
❷导体内部没有净电荷，电荷只能分布在导体表面上(当导体壳内部空间存在电荷时，电荷可分布在导体内表面上);
❸紧靠导体表面外的各点场强方向与导体表面垂直。若导体表面一点面密度为σ，则紧靠表面外一点的场张值E=σ/ε0。这几条性质都可由高斯定理和静电场的环路定理证明。这两个定理的出发点是库仑定律，因此，也可以说它们是库仑定律应用于静电平衡的必然结果。值得注意的是，这里讲的导体内部各点场强为零，导体内部无净电荷的静电平衡条件，实际上是对均匀（包括物理均匀和化学均匀）导体而言的。例如导体处于温度不均匀，一端维持在T₁，另一端维持在T₂，同时又处于没有电荷宏观运动的状态——静电平衡，这时就要求有不为零的内部电场力，以平衡温差起源的非静电力（温差引起的电子气的扩散力）。当两种不同的金属接触时，尽管没有电荷的宏观运动，但交界面处有电荷存在，两导体之间存在电势差。在一般情况下，静电平衡的必要条件应改为导体内部可移动的电荷所受的一切合力为零。