Провідники та діелектрики в електричному полі. За відсутності електричного поля зовнішнього походження всі молекули розміщені хаотично і здійснюють тепловий коливальний рух. Речовини, внесені в електричне поле, можуть суттєво змінити його. Це пов’язано з тим, що речовина складається з заряджених частинок.  При наявності зовнішнього поля відбувається перерозподіл заряджених частинок, і в речовині виникає власне електричне поле. 

Повне електричне поле  складається з зовнішнього поля  і  внутрішнього поля - індукційного, яке створюють заряджені частинки речовини.

Найбільш широкими класами  речовин є провідники і діелектрики. Головна особливість провідників – наявність вільних  зарядів (електронів), які беруть участь в тепловому русі і можуть пересуватися по всьому об’єму провідника під дією електричного поля.  Типові провідники – метали.

Якщо провідник, внесли в електричне поле, в ньому відбувається перерозподіл вільних зарядів, внаслідок чого на поверхні провідника виникають нескомпенсовані додатні та від’ємні заряди. Цей процес називають електростатичною індукцією, а заряди, які з’явилися на поверхні провідника – індукційними зарядами.

Повне електростатичне поле всередині провідника дорівнює нулю. Всі внутрішні ділянки провідника, внесеного в електричне поле, залишаються електронейтральними. Якщо видалити деякий об’єм, виділений всередині провідника, і утворити порожнину, то електричне поле всередині порожнини буде дорівнювати нулю.

 На цьому ґрунтується електростатичний захист – чутливі до електричного поля прилади для виключення впливу електричного поля поміщають в металеві корпуси.

а)  б)

Мал. Електричне (а)  та магнітне (б) поля навколо високовольтних ліній електропередач.

Вивчаючи електричне поле в провідниках необхідно пам’ятати наступне:

• Електричне поле всередині провідника дорівнює нулю (сумарний від’ємний заряд електронів скомпенсований додатнім зарядом іонів).
• В середині провідника, що перебуває в зовнішньому електричному полі, поле відсутнє: .
• В середині зарядженого провідника надлишкові заряди розподілені по поверхні (чим менший радіус кривизни поверхні, тим більша поверхнева густина заряду).
• Силові лінії результуючого поля поблизу поверхні провідника повинні бути спрямовані  перпендикулярно поверхні в кожній її точці.

При внесенні діелектрика в електричне поле відбувається орієнтація молекул уздовж ліній напруженості. Такий стан діелектрика називається поляризацією.

Поляризація діелектриків приводить до появи в них додаткового електричного поля. Відповідно напруженість електричного поля в діелектрику буде меншою, ніж напруженість зовнішнього поля.

Отже, діелектрик послаблює електричне поле. Внаслідок того, що в різних діелектриків це послаблення різне, для характеристики їх електричних властивостей користуються фізичною величиною, яка називається діелектричною проникністю середовища.

Діелектрична проникність середовища показує, у скільки разів напруженість електричного поля в діелектрику менша, ніж поза ним:

.

В однорідному ізотропному (однаковість фізичних властивостей речовини в усіх напрямках)  середовищі сила взаємодії між зарядами зменшується в ε разів:

 ,

а напруженіть електричного поля розраховується за формулою:

.

Діелектрична проникність суттєво залежить від хімічного складу і внутрішньої структури речовини. Завдяки цьому створені численні речовини з унікальними електричними властивостями для застосування в електронній і електрохімічній галузях виробництва.

Серед них чільне місце посідають електрети. Електрети - діелектрики, які зберігають стан поляризації за відсутності стороннього поля (аналоги постійних магнітів).  Їх використовують для виготовлення високоефективних електретних мікрофонів, елементів пам’яті для комп’ютерної техніки тощо. Відсутність заліза в цих присртоях робить їх легкими і технологічними у виробництві.

У сучасній техніці широкого поширення набули так звані рідкі кристали, які змінюють свої фізичні властивості під дією електричного поля. Так, якщо рідина, що належить до класу рідких кристалів і має полярні молекули, у звичайному стані повністю прозора, то накладання на неї електричного поля спричиняє зміни в прозорості. Це явище спостерігається, коли дивитися на дисплей мікрокалькулятора.