Wat is de grootte van het elektrisch veld in een geladen geleider?

Antwoord:

Het elektrische veld in het grootste gedeelte van een geleider, geladen of anderszins, is nul (althans in het statische geval).

Merk op dat er een niet-nul elektrisch veld in een geleider is wanneer er een stroom doorheen stroomt.

Uitleg:

Een geleider heeft mobiele ladingsdragers - dit maakt tenslotte een geleider. Dientengevolge zullen, zelfs als een elektrisch veld binnen een geleider wordt opgesteld, de ladingsdragers in reactie daarop bewegen. Als, zoals in de meeste gevallen, de dragers elektronen zijn, zullen ze zich tegen het veld bewegen. Dit veroorzaakt een ladingsscheiding, waardoor een tegenveld ontstaat. Zolang het oorspronkelijke veld groter is dan dit tegenoverliggende veld, zullen de elektronen blijven bewegen, waardoor het televeld verder wordt vergroot.

Het proces stopt alleen wanneer de twee velden in balans zijn - er blijft geen netto elektrisch veld achter in de geleider.

Dit alles duurt maar heel kort en als het eenmaal zover is, verdwijnt het elektrische veld.

Merk op dat wanneer een stroom in een geleider stroomt, elektronen die naar het ene uiteinde bewegen door de externe stroombron (batterij) naar het andere uiteinde worden teruggebracht. Als een gevolg accumuleren elektronen niet aan één uiteinde. Dientengevolge is er geen tegengesteld elektrisch veld. Een stroomvoerende geleider heeft binnen een elektrisch veld. Dit elektrische veld is het potentiaalverschil gedeeld door de lengte van de geleider, wat leidt tot

# E = V / l = (IR) / l = I (rho l) / (A l) = I / A rho #

Het elektrische veld in een geleider die een stroom voert, is dus evenredig met de stroomdichtheid en de specifieke weerstand.