Jotta voisimme ymmärtää sähköistetyn johtavan pallon sähköisen potentiaalin, meidän on ensin analysoitava, mitä pallon sisällä tapahtuu, mitä milloin Sähköistetty akku saavuttaa nopeasti sähköstaattisen tasapainon johtuen ylimääräisten varausten tasaisesta leviämisestä pinnan yli. ulkoinen. Tässä tilanteessa sähkökenttä ja sähkövoima tuossa pallossa ovat nolla.
Sähköistetty pallon sisällä oleva sähkökenttä (E) on nolla
Siten, jos sijoitamme sähköistetyn hiukkasen varauksella q pallon sisällä olevaan pisteeseen A ja se on siirtyneenä pisteeseen B, joka on myös pallon sisäinen, ei suoriteta mitään työtä (τ) sille eikä yhtälö: VTHE - VB = τ / q, meidän on oltava VTHE = VB, jos sinäTHE olivat erilaisia kuin VB näiden kahden pisteen välillä olisi varausvirta, eikä sitä voi tapahtua, kun pallo on sähköstaattisessa tasapainossa, joten voimme sanoa, että:
Sähköistetyssä tasapainossa olevan sähköistetyn pallon sisällä kaikilla pisteillä on sama sähköpotentiaali.
Kun meillä on piste S tarkalleen pallon pinnalla, tapahtuu jälleen, että työ, joka on tehty varauksen q kuljettamiseksi A: sta tai B: stä S: ään, on nolla, joten voimme päätellä, että:
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Sähköpotentiaali sähköistetyn pallon missä tahansa kohdassa sähköstaattisessa tasapainossa on yhtä suuri kuin sen pinnalla oleva potentiaali.
Palloa voidaan pitää pistevarauksena
Nyt meidän on tiedettävä, mikä on pallon pinnan sähköisen potentiaalin arvo sähköstaattisessa tasapainossa, ja tätä varten on muistettava, että pallot sähköistetään näissä olosuhteissa. sähköstaattisen tasapainon voidaan ajatella olevan koko varauksensa keskittyneenä keskelle, joten jos meillä on pallo, jonka säde on R, potentiaalin sen pinnalla antaa V = KOQ / R, ja myös jos meillä on piste P pallon ulkopuolella etäisyydellä r sen keskustasta (siis r> R), pallon sähköpotentiaali P: ssä voidaan laskea yhtälöllä (katso kuva edellä):
V = KOQ / r
Pallon sisällä olevien pisteiden potentiaali (r ≤ R) on vakio ja pallon ulkopuolella olevien pisteiden (r> R) kohdalla se pienenee kääntäen verrannollisesti etäisyyteen (r).
Kirjoittanut Paulo Silva
Valmistunut fysiikasta
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
SILVA, Paulo Soares da. "Sähköistetyn johtavan pallon sähköpotentiaali"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.
