Elektrifitseeritud juhtiva sfääri elektrilise potentsiaali mõistmiseks peame kõigepealt analüüsima, mis toimub sfääri sees, mis millal Elektrifitseeritud aku saavutab liigse laengu ühtlase jaotumise tõttu kogu selle pinnale kiiresti elektrostaatilise tasakaalu. väline. Selles olukorras on selle sfääri elektriväli ja elektriline jõud null.
Elektriseeritud sfääri sees olev elektriväli (E) on null
Seega, kui asetame elektrifitseeritud osakese laenguga q sfääri sees olevale punktile A ja see on nihutatuna punkti B, mis on ka sfääri sees, ei tehta sellele ega sellele tööd (τ) võrrand: VTHE - VB = τ / q, peame VTHE = VB, kui saTHE olid erinevad V-stB nende kahe punkti vahel oleks laenguvool ja seda ei saa juhtuda, kui kera on elektrostaatilises tasakaalus, seega võime öelda, et:
Elektrostaatilise tasakaalu elektrifitseeritud sfääri sees on kõigil punktidel sama elektriline potentsiaal.
Kui meil on punkt S täpselt sfääri pinnal, juhtub uuesti, et laengu q kandmiseks A-st või B-st S-ni tehtud töö võrdub nulliga, seega võime järeldada, et:
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Elektriline potentsiaal elektrostaatilise tasakaalu elektriseeritud sfääri suvalises punktis on võrdne selle pinnal oleva potentsiaaliga.
Sfääri võib pidada punktlaenguks
Nüüd peame teadma, milline on kera pinnal oleva elektrilise potentsiaali väärtus elektrostaatilises tasakaalus, ja selleks peame meeles pidama, et kerad elektrifitseeritakse nendes tingimustes võib arvata, et elektrostaatilise tasakaalu kogu laeng on koondunud keskmesse, nii et kui meil on raadiusega kera, annab selle pinnal oleva potentsiaali V = KOQ / R ja ka siis, kui meil on punkt P, mis asub väljaspool sfääri keskpunktist r kaugusel (seega r> R), sfääri elektrilise potentsiaali P juures saab arvutada võrrandiga (vt joonist eespool):
V = KOQ / r
Sfääri sees olevate punktide potentsiaal (r ≤ R) on konstantne ja kerast väljapoole jäävate punktide (r> R) korral väheneb see pöördvõrdeliselt proportsionaalselt kaugusega (r).
Autor Paulo Silva
Lõpetanud füüsika
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
SILVA, Paulo Soares da. "Elektrifitseeritud juhtiva sfääri elektriline potentsiaal"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm. Juurdepääs 27. juunil 2021.
