Was ist elektrostatisches Gleichgewicht?

Elektrostatisches Gleichgewicht ist ein Zustand, der von geladenen Leitern erreicht wird, in dem eine elektrische Ladung zwischen zwei Leitern den erforderlichen Abstand hat, um die abstoßenden Ladungen innerhalb und unter der Oberfläche der Leiter optimal zu reduzieren. Ein Leiter ist ein Material, in dem sich Elektronen frei von Atom zu Atom bewegen können.

Wenn ein Leiter eine überschüssige Ladung erhält, bewegt sich die Ladung frei um den Leiter herum, so dass die Abstoßungskräfte des Leiters verringert werden. Eines der Hauptmerkmale eines Leiters, der ein elektrostatisches Gleichgewicht erreicht hat, besteht darin, dass die elektrische Ladung irgendwo unter der Oberfläche des Leiters oder in ihm null ist.

Dies wird am besten veranschaulicht, wenn man den Raum zwischen zwei konzentrischen Kreisen betrachtet, in denen der Innenkreis und der Außenkreis die geladenen Leiter sind. Wenn zum Beispiel der äußere Kreis positiv geladen ist und der innere Kreis negativ geladen ist, dann erreichen die beiden Leiter nur dann ein elektrostatisches Gleichgewicht, wenn der Raum zwischen den Kreisen gerade richtig ist, um die negativen und positiven Ladungen auszugleichen. Wenn also irgendwelche elektrischen Kräfte innerhalb oder unterhalb der Oberfläche eines der Leiter verbleiben, würden sie von der Oberfläche angezogen, bis der Raum für ein Gleichgewicht zwischen den negativen und positiven Ladungen geeignet ist. Dieses Prinzip wurde erstmals im 19. Jahrhundert vom britischen Physiker Michael Faraday demonstriert.