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物理の静電遮蔽についての質問です。 画像右のように導体を接地した場合、正電荷が無くなったことで外部からの電場を導体内で打ち消し合うための電場が発生しなくなるので、導体内の電場は0ではなくなると思うのですがどこがおかしいのでしょうか?

物理学 | 大学受験59閲覧

回答(3件)

その考えは 違うよ! 静電遮蔽になると、 外部からの電場の影響を排除する事ができる (外部電場 E=0 ゼロ と同じ) これにより、 導体内部の電場 0 ゼロ を そのまま維持する

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左右で負の電荷分布が同じであると考えてはいけません。 (ついでに、左の図も厳密には正しくなく、Aの右の-は密度が大きく、左の+はまばらになります。) 左から右に移行した場合、負の電荷分布も内部電場が0になるように移動するのです。 因果関係が逆ですね。 打ち消し合うための電場ができる、というのは誤りではないですが、打ち消し合うまで自由電子は移動をやめない、ということにほかなりません。 Aの半径を無限大にした場合を考えてごらんなさい。 帯電体の近くに-が集中し、左側には広く+が広がって電荷密度がほとんど0になります。これが接地した場合とほぼ同等です。 そもそも導体内の自由電子は、電場がある以上移動するのであって、内部に電場を残すことは決してないという因果関係をしっかり理解してください。電場があればさらに移動するというだけです。 右の場合、電気力線は帯電体から出てAの右側に吸収されて終わりという完結したものになるというだけのことです。

左右の図の両方とも 導体で 囲まれているため 静電遮蔽は行われている。 その理由は、導体内部では 導電イなので、⊕イオンと ⊖イオンが分離することはないため である。 但し 右図のように接地すれば 静電遮蔽部 全体の電位 =0 [V] になり、安全性の向上を期待できる。