Campo eléctrico distinto de cero dentro de una capa conductora

Declaración:

"El campo eléctrico es cero en todas partes dentro del conductor, ya sea que el conductor sea sólido o hueco".

Pregunta:

Un cable coaxial consta de un filamento largo y recto rodeado por una capa conductora cilíndrica, coaxial y larga. Asumir cargo q está en el filamento, la carga neta cero está en la capa y el campo eléctrico es mi 1 i ^ en un punto particular PAG a mitad de camino entre el filamento y la superficie interna de la cubierta.

A continuación, coloca el cable en un campo externo uniforme 2 mi i ^ . Cuál es el X componente del campo eléctrico en P entonces?

(a) 0

(b) entre 0 y E1

c) E1

(d) entre 0 y 2E1

(e) 2E1

Respuesta:
Respuesta (c). La pared exterior de la capa conductora se polarizará para cancelar el campo externo. El campo interior es el mismo que antes.

Mi problema:
¿No se suponía que era 0 dentro de un conductor en cualquier condición mientras estaba en equilibrio? ¿Cómo es que es un valor distinto de cero? Esperaría que la capa conductora cancelara el campo eléctrico dentro de ella. Eso es lo que he visto en las preguntas anteriores que he resuelto. Por favor explique.

La primera declaración es 100% falsa, aunque se puede encontrar en muchos libros de texto mal escritos.
Entonces dime el correcto en su lugar.
"El campo electromagnético dentro de un conductor hueco puede ser lo que sea (las ecuaciones de Maxwell lo permiten)".
Entonces, ¿en qué condiciones es cero?
Cuando en realidad es cero. Técnicamente, según la tercera ley de la termodinámica, eso es nunca, pero no seamos demasiado técnicos.
La declaración debería ser que el campo eléctrico es cero en la 'carne' de un conductor, ya sea sólido o hueco, en el caso de la electrostática. El campo dentro de cualquier cavidad dentro de un conductor puede ser distinto de cero.
@Jeff: el campo eléctrico dentro de una cavidad dentro de un conductor no es cero si la cavidad no contiene ninguna carga. (Prueba: V = constante en el límite de la cavidad y ∇ 2 V = 0 dentro de la cavidad, por lo que V = constante en todas partes dentro de la cavidad.)
@MichaelSeifert Si quiso decir "cero" en lugar de "distinto de cero", ¡estamos de acuerdo! :)
@Jeff: ¿Por qué tuviste que ir y responder justo después de que se cerró la ventana de edición? ;-)

Respuestas (2)

Bueno, tu declaración está incompleta. El campo electrostático es cero dentro del MATERIAL del conductor. Puede tener cualquier otro valor dentro (dentro no incluye el material del conductor) o fuera del conductor.

Es cero dentro del MATERIAL del conductor, porque como las cargas se mueven libremente, generan un campo eléctrico debido al conductor polarizado, que tiende a anular el campo eléctrico externo.

Con referencia a su pregunta, si en el caso 1, el campo era mi 1 i → , entonces en el caso 2 permanecería igual porque las líneas de campo eléctrico del campo externo y las cargas polarizadas de la superficie exterior no llegarían al interior del conductor (como se puede ver en el diagrama que representa las líneas de campo). Por lo tanto, el RESULTANTE (no la contribución debida al individuo), de la carga de la superficie externa y externa se cancelarían entre sí.

Ahora bien, si tomamos una superficie gaussiana cilíndrica lo suficiente para encerrar las cargas de la superficie interna, dado que sabemos que el campo dentro del MATERIAL del conductor es cero, por lo tanto, la aplicación de la ley de gauss da una carga neta encerrada como cero, lo que da como resultado que la superficie interna debe tener una superficie uniforme. distribución de − q carga (uniforme solo porque el filamento está EN EL CENTRO, si hubiera estado descentrado, la distribución no sería uniforme), por lo tanto, al invocar argumentos de simetría (o la ley de Gauss, si lo desea) obtenemos que el campo debido a la carga de la superficie interna también es cero. Por lo tanto archivado será sólo por filamento, por lo que el caso 2 es equivalente al caso 1.

Todos los puntos de la superficie interior del conductor hueco tienen el mismo potencial. Por lo tanto, si la densidad de carga ρ dentro es cero en todas partes, el campo electrostático será cero. En tu caso el filamento lleva una carga q , por lo que la densidad de carga no es cero en todas partes.

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