Electrostática y campo eléctrico dentro del conductor.

¿Cómo se puede tener una superficie negativa en el área de la superficie de la cavidad y una superficie positiva en el área exterior del conductor?

Esto se puede lograr moviendo cargas positivas desde la superficie de la cavidad hacia la superficie exterior. Dado que las cargas positivas se eliminan de la superficie interior, quedará allí un exceso de cargas negativas; mientras tanto, la introducción de nuevas cargas en la superficie exterior genera un exceso de cargas positivas allí.

Por ejemplo, considere una capa esférica con una carga$q$en su centro. Este cargo generará un cargo de$-q$para moverse desde la superficie exterior del caparazón a su superficie interior. Por lo tanto, habrá un cargo neto de$-q$en la superficie interior y una carga neta de$+q$en la superficie exterior. Si calcula la electricidad disparada a partir de esta configuración, encontrará que hay un campo eléctrico fuera del caparazón, aunque no haya campo dentro del caparazón.

¿Puedo sugerir un caso más simple donde parece surgir el mismo problema? Un conductor cargado sin cavidad. ¿Cómo puede una carga (positiva, digamos) en su superficie dar lugar a un campo fuera del conductor, pero no a un campo eléctrico en el interior? Seguramente la carga superficial debe dar lugar a un campo eléctrico que, dentro del conductor, apunta hacia adentro, y fuera del conductor, apunta hacia afuera, en el$\hat n$dirección, digamos. ¡Lo hace!

La paradoja se disuelve observando que la carga superficial no es totalmente responsable del campo. La carga superficial inducirá una carga negativa en los objetos circundantes. Esta carga inducida dará lugar a un campo eléctrico que fuera del conductor cargado original está en el$\hat n$dirección, y, dentro del conductor todavía está en el$\hat n$dirección, porque las cargas que le dan origen no son locales a la superficie. Las cargas en el conductor y las cargas distantes se distribuyen de tal manera que los dos campos son normales a la superficie del conductor, se cancelan en el interior del conductor pero se suman en el exterior.