円柱導体に電荷を充電する場合、 円柱導体内にも電荷は存在しますか？

円柱導体に電荷を充電する場合、
円柱導体内にも電荷は存在しますか？

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2020/08/17 14:01

「電荷を充電した」と言う事は、「電荷が存在する」と言う事になります。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2020/08/17 14:17

プラスとマイナスを混在して充電すれば中和してしまうので、ふつう「充電、帯電させる」ときには同種の電荷です。

同種の電荷が、導体の中に「ぼ～」っとたたずんでいる思いますか？
同種の電荷は互いに反発し合うので、導体の中では「一番離れたところ」まで流れてそこでとどまります。（本当はもっと遠くまで逃げたいんだけど、そこから先には導体がないので行けない）
「1か所」に集まって「3密」になるとそこでも相互に「反発力」が働きますので、できるだけ全体に広がって分布します。

ということで、導体の「内部」には電荷はなく、「表面」にのみ広く分布します。

No.3 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/08/17 14:18

導体に電荷を与えると、やがて電荷の移動が落ち着きます（導体内での電荷の移動が終わる）

電荷の移動がなくないということは、導体内部および導体表面は等電位で電界はないということです
もし導体内部に電荷があると仮定すると、この電荷からは電気力線がでているので電気力線の数に比例して導体内部には電界ができていることになりますが、実際は導体内部の電場は０で矛盾します
つまり、導体に電荷をあたえると電荷は導体表面にのみ分布して内部には電荷はない　ということになるのです

No.4 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/08/17 14:20

＃３訂正

電荷の移動が※なくないということは、導体内部および導体表面は等電位で電界はないということです
　　　　　　　　　　　　　　　　　↓
電荷の移動がないということは、導体内部および導体表面は等電位で電界はないということです

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/08/17 17:52

電荷(電子)は有るけど、同じ量の逆符号の電荷で(原子核のプラス電荷で)

完全に中和されて、電気的に中性になってます。

もし、導体内が電気的にに中性でない箇所が有る場合、
ガウスの定理から導体内に電場がある事になり、
導体内に電流がある事になります。

もし電流があると、それは電気的な不均衡を埋めるように動き
導体内は速やかに電気的に中性になります。

但し、電荷は導体表面に対して垂直方向には動けないため
導体表面だけ、それに垂直な電場が存在できます。
それは、ガウスの定理から、導体表面が電気的に中性でなくて良い
ということを示します。