今回は 静電誘導 について解説します。静電誘導とは、簡単にいうと、 自由電子の移動によって導体の表面に電荷の偏りが生まれる現象 のことを言います。……といっても、なかなかイメージができませんよね。具体例をもとに解説していきましょう。

下の図のように、プラスに帯電した帯電体を 導体 であるアルミ箔に近づけることを考えます。 導体 とは 電気を通す物質 のことですね。

帯電体をアルミ箔に接触しないようにしてどんどん近づけていくとどうなるでしょうか？

プラスの帯電体を近づけていくと、電場はこのプラスの板から遠ざかる方向にはたらきますね。

図では右向きの電場です。この電場によって、アルミ箔にはある変化が生じます。導体であるアルミ箔の中には、自由に動ける電子、 自由電子 が含まれています。マイナスの電荷である電子は電場と 逆向き の力を受けます。つまり、アルミ箔の中の電子が左向きの力を受けて一斉に移動をはじめ、 プラスの帯電体の側の表面に引き寄せられる のですね。

アルミ箔の左側に電子が集まると右側はどうなるでしょうか。アルミ箔は元々、電子と陽子の静電気量の合計はプラスマイナス0です。したがって、導体は電子によって左側はマイナスに帯電すし、右側はその逆のプラスに帯電します。

このように、帯電体を近づけることによって 導体 内の 自由電子 が移動し、 導体の表面に電荷の偏りが生じる現象 を 静電誘導 と言います。

また、静電誘導が生じたときのアルミ箔の内部に注目しましょう。左側がマイナスに帯電し、右側がプラスに帯電することにより 新しい電場 が生まれます。電場の方向は、 帯電体による電場とは逆の左向き です。

アルミ箔の電荷の偏りによって生じる電場の大きさをE'とします。E'は、プラスとマイナスの偏りが大きくなればなるほどどんどん大きくなっていきます。E'の値が大きくなっていくと、最終的には帯電体の電場Eの大きさに追いつきます。すると、 導体内部の合成電場が0になる のです。

導体内部の電場が無くなるということは、 電位差もなくなります ね。つまり、 導体内部の電位は一定 ということです。これは導体の重要な特徴です。問題に 導体 が出てきたら 電位が一定 と見破れるようにしましょう。