Что происходит, когда два металлических шарика разных размеров и заряженности соединяются тонкой металлической нитью?

Когда два металлических шарика разных размеров и заряженности соединяются тонкой металлической нитью, происходит явление, называемое электростатической индукцией.

В начале рассмотрим случай, когда у одного из шариков есть некоторый избыточный электрический заряд \(Q_1\), а у другого - нулевой заряд \(Q_2 = 0\). Когда шарики соприкасаются, избыточный заряд на первом шарике начинает влиять на второй шарик через металлическую нить.

Положительный избыточный заряд \(Q_1\) на первом шарике отталкивает электроны в металлической нити из района контакта шариков. Электроны, двигаясь под действием силы отталкивания, перемещаются по нити к второму шарику. При этом они равномерно распределяются по поверхности второго шарика, пока не достигнут равновесия. Это происходит из-за свойств металла быть проводником электрического заряда, позволяющим электронам свободно перемещаться внутри его структуры.

В результате такого процесса два шарика разных размеров и заряженности разделяются на две области: одна область с постоянным положительным зарядом \(Q_1\) на первом шарике и другая область с равным, но противоположным зарядом \(-Q_1\) на втором шарике. Обратите внимание, что суммарный заряд системы всегда остается неизменным, он просто перераспределяется между шариками.

Когда шарики разных размеров и заряженности соединены, их заряды создают электростатическое поле вокруг себя. Электрическое поле возникает в пространстве вокруг заряженных объектов и оказывает влияние на другие заряженные или незаряженные объекты. Поэтому при наличии электрических зарядов связанные с ними объекты оказывают друг на друга силы, на которые оказывает влияние поле.

Таким образом, когда два заряженных шарика соединяются тонкой металлической нитью, они создают электростатическое поле и взаимодействуют друг с другом через это поле.