Potensial listrik bola penghantar yang dialiri arus listrik

Untuk memahami potensial listrik dari bola penghantar listrik, pertama-tama kita harus menganalisis apa yang terjadi di dalam bola, yang ketika: Baterai yang dialiri listrik dengan cepat mencapai keseimbangan elektrostatik karena penyebaran muatan berlebih yang seragam di seluruh permukaannya. luar. Dalam situasi ini, medan listrik dan gaya listrik di dalam bola itu nol.

Medan listrik (E) di dalam bola yang dialiri listrik adalah nol

Jadi, jika kita menempatkan partikel berlistrik dengan muatan q pada titik A di dalam bola dan itu adalah dipindahkan ke titik B, juga internal ke bola, tidak ada pekerjaan (τ) yang akan dilakukan padanya dan oleh persamaan: V_ITU – V_B = /q, kita harus V_ITU = V_B, jika kamu_ITU berbeda dengan V_B akan ada aliran muatan antara dua titik ini, dan ini tidak dapat terjadi ketika bola berada dalam kesetimbangan elektrostatik, dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa:

Di dalam bola berlistrik dalam kesetimbangan elektrostatik, semua titik memiliki potensial listrik yang sama.

Ketika kita memiliki titik S tepat di permukaan bola, terjadi lagi bahwa pekerjaan yang dilakukan untuk membawa muatan q dari A atau B ke S sama dengan nol, sehingga kita dapat menyimpulkan bahwa:

Potensial listrik pada setiap titik dalam bola berlistrik dalam kesetimbangan elektrostatik sama dengan potensial pada permukaannya.

Bola dapat dianggap sebagai muatan titik

Sekarang kita harus mengetahui berapa nilai potensial listrik pada permukaan bola dalam kesetimbangan elektrostatik, dan untuk itu kita harus ingat bahwa bola dialiri arus listrik pada kondisi kesetimbangan elektrostatik dapat dianggap memiliki semua muatannya terkonsentrasi di pusatnya, jadi jika kita memiliki bola berjari-jari R, potensial pada permukaannya akan diberikan oleh V = K_HAIQ/R, dan juga jika kita memiliki titik P yang terletak di luar bola pada jarak r dari pusatnya (dengan demikian r > R), potensial listrik bola di P dapat dihitung dengan persamaan (lihat gambar atas):

V = K_HAIQ/r

Potensi titik-titik di dalam bola (r R) adalah konstan, dan untuk titik-titik di luar bola (r > R) berkurang berbanding terbalik dengan jarak (r).

Oleh Paulo Silva
Lulus Fisika

Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm