Che cos'è l'equilibrio elettrostatico?

L'equilibrio elettrostatico è uno stato raggiunto da conduttori carichi in cui una carica elettrica tra due conduttori si trova alla distanza richiesta per ridurre in modo ottimale le cariche repulsive all'interno e al di sotto delle superfici dei conduttori. Un conduttore è un materiale che consente agli elettroni di muoversi liberamente all'interno di esso dall'atomo all'atomo.

Quando un conduttore acquisisce una carica in eccesso, la carica si muove liberamente attorno al conduttore in un modo che riduce le forze repulsive del conduttore. Una delle caratteristiche principali di un conduttore che ha raggiunto l'equilibrio elettrostatico è che la carica elettrica in qualsiasi punto al di sotto della superficie del conduttore o al suo interno è zero.

Questo è meglio illustrato considerando lo spazio tra due cerchi concentrici in cui il cerchio interno e il cerchio esterno sono i conduttori carichi. Ad esempio, se il cerchio esterno è caricato positivamente e il cerchio interno è caricato negativamente, i due conduttori raggiungono l'equilibrio elettrostatico solo quando lo spazio tra i cerchi è giusto per bilanciare le cariche negative e positive. Quindi, se ci sono delle forze elettriche che rimangono all'interno o al di sotto della superficie di entrambi i conduttori, esse saranno attratte dalla superficie fino a quando lo spazio non è adatto per un equilibrio tra le cariche negative e positive. Questo principio fu dimostrato per la prima volta dal fisico britannico Michael Faraday nel XIX secolo.