電気通信主任技術者 電気通信工学の基礎 練習問題 第2問: 通信ケーブルの遮へい層や金属のケースのように、導体で囲んだ空洞がある。この導体の外側に正の電荷を近づけ、導体が静電的につり合った。このときの記述として、正しいも

「空洞の内部の電位はどこでも等しく、導体の電位と同じになる。」が正しい記述です。静電的につり合った導体の内部では電界が 0 で、導体全体が等電位になります。

外部の正の電荷に引かれた負の誘導電荷と、押しのけられた正の電荷は、どちらも導体の外側の表面に現れて外からの電界を打ち消します。空洞の中に電荷が無ければ、ガウスの法則と導体が等電位であることから内側の表面に電荷は現れず、空洞の内部の電界も 0 なので、電位は場所によらず導体と同じ値です。

これが静電遮へい (導体で囲んで外の電界を中に入れないこと) の仕組みです。誘導電荷が集まるのは外側の表面で、内側の表面ではありません。

つり合っていれば導体の厚さによらず空洞の電界は 0 なので、薄いから入り込むこともありません。直流電流の磁界は電荷の移動では打ち消せず、銅のような非磁性の囲いは通り抜け、鉄のような材料でも弱めるだけで 0 にはなりません。

空洞の内部は「電界 0、電位は導体と同じ」と覚えましょう。