2.1. Свободные заряды в проводниках

Электрические свойства тел зависят от их внутреннего строения. Так, в металлах при обычных условиях имеется много «свободных» электронов, оторвавшихся от ионов кристаллической решетки и почти беспрепятственно перемещающихся по объему металла. В отсутствие внешних полей движение свободных электронов совершенно хаотично. Включение сколь угодно малого внешнего электрического поля вызывает направленное движение электронов. Такие вещества, в которых при обычных условиях имеется достаточно много «свободных» носителей заряда, называются проводниками (рис. 2.1).

Рис. 2.1. а) тело является нейтральным и непроводящим, поэтому его положительные и отрицательные заряды неподвижны; б) свободные заряды проводящего тела начинают двигаться; в) после прекращения движения устанавливается равновесное состояние

В отсутствие внешнего электрического поля внутри незаряженного проводника свободные заряды находятся в равновесии. Это означает, что заряд, переносимый «свободными» электронами через любое поперечное сечение проводника, в среднем равен нулю. Таким образом, внутри и вне уединенного незаряженного проводника среднее поле и, следовательно, средняя плотность зарядов равны нулю.

Сейчас нас интересуют ответы на три вопроса. Что произойдет, если изолированному проводнику сообщить некоторый избыточный заряд? Что произойдет, если изолированный незаряженный проводник поместить во внешнее электрическое поле?  Наконец, каковы свойства системы заряженных проводников?