Электростатика > Потенциал электрического поля. Проводники в постоянном электрическом поле > Задача 6.3.37

Условие

$6.3.37$. Как, имея металлический шарик с зарядом $Q$, зарядить другой проводник зарядом, бо́льшим $Q$?

Решение

Очевидно, это невозможно сделать, имея только эти 2 проводника - у нас был бы только вариант коснуться первым второго, и на него перетечёт меньший, чем нужно, заряд. Поэтому добавим в систему бесконечный резервуар с нулевым потенциалом - Землю, и другой резервуар для промежуточного хранения заряда. Теперь мы можем, используя поле заряженного шарика, постепенно перемещать заряд из земли в резервуар, а потом зарядить второй шарик.

Как резервуар удобно использовать полую металлическую сферу - если прикоснуться к ней заряженным телом изнутри, то в резервуар перейдет практически весь заряд. Это происходит потому, что внутри проводника в состоянии равновесия электростатическое поле равно нулю, и избыточный заряд всегда выталкивается на внешнюю границу.

Один из возможных способов:

• Поднесём заряженный (допустим, положительно) шарик к незаряженному заземлённому проводнику $A$, не касаясь его. Под действием поля шарика в проводнике $A$ индуцируется отрицательный заряд $-q$, $(q < Q)$. То есть под действием поля шарика с земли на $A$ перетекут электроны.

• Разорвём связь с землей, а затем уберём исходный шарик. $A$ останется заряженным отрицательно.

• Этот заряд $-q$ передадим сфере с помощью внутреннего касания.

• Цикл можно повторять, пока заряд на сфере не станет достаточно большим по модулю

Далее есть 2 варианта. Если Савченко имел ввиду больший по модулю заряд, можно зарядить $A$ от резервуара простым касанием. Если же нам надо заряд того же знака, что и $Q$, то можно заземлить $A$, индуцировать на нём нужный заряд, поднеся к нему сферу, далее разорвать связь с землёй и убрать резервуар.