Para comprender el potencial eléctrico de una esfera conductora electrificada, primero debemos analizar qué sucede dentro de la esfera, que cuando La batería electrificada alcanza rápidamente el equilibrio electrostático debido a la distribución uniforme del exceso de cargas en su superficie. externo. En esta situación, el campo eléctrico y la fuerza eléctrica dentro de esa esfera son nulos.
El campo eléctrico (E) dentro de la esfera electrificada es nulo.
Entonces, si colocamos una partícula electrificada con carga q en un punto A dentro de la esfera y es desplazado a un punto B, también interno a la esfera, no se realizará ningún trabajo (τ) sobre ella y por el ecuación: VLA - VB = τ / q, tenemos que VLA = VB, si tuLA eran diferentes de VB habría un flujo de carga entre estos dos puntos, y esto no puede ocurrir cuando la esfera está en equilibrio electrostático, por lo tanto, podemos decir que:
Dentro de una esfera electrificada en equilibrio electrostático, todos los puntos tienen el mismo potencial eléctrico.
Cuando tenemos un punto S exactamente en la superficie de la esfera, vuelve a ocurrir que el trabajo realizado para llevar una carga q de A o B a S es igual a cero, por lo que podemos concluir que:
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El potencial eléctrico en cualquier punto dentro de una esfera electrificada en equilibrio electrostático es igual al potencial en su superficie.
La esfera se puede considerar como una carga puntual.
Ahora tenemos que saber cuál es el valor del potencial eléctrico en la superficie de la esfera en equilibrio electrostático, y para eso debemos recordar que las esferas se electrifican en estas condiciones de Se puede pensar que el equilibrio electrostático tiene toda su carga concentrada en su centro, por lo que si tenemos una esfera de radio R, el potencial en su superficie estará dado por V = KOQ / R, y también si tenemos un punto P ubicado fuera de la esfera a una distancia r de su centro (por lo tanto, r> R), el potencial eléctrico de la esfera en P se puede calcular mediante la ecuación (ver figura arriba):
V = KOQ / r
El potencial para los puntos dentro de la esfera (r ≤ R) es constante, y para los puntos fuera de la esfera (r> R) disminuye inversamente proporcional a la distancia (r).
Por Paulo Silva
Licenciada en Física
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SILVA, Paulo Soares da. "Potencial eléctrico de una esfera conductora electrificada"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.
