帯電した導電性球の電位

帯電した導電性球の電位を理解するには、まず球の内部で何が起こっているのかを分析する必要があります。 帯電したバッテリーは、その表面全体に過剰な電荷が均一に広がるため、すぐに静電平衡に達します。 外部。 この状況では、その球内の電界と電気力はゼロです。

帯電した球の内部の電界(E)はヌルです
帯電した球の内部の電界(E)はヌルです

したがって、球の内側の点Aに電荷qの帯電粒子を置くと、 球の内部でもある点Bに変位すると、その点で作業(τ)は実行されません。 方程式:VTHE – vB =τ/ q、Vにする必要がありますTHE = VB、 もし、あんたがTHE Vとは異なっていたB これらの2点間には電荷の流れがあり、球が静電平衡状態にある場合、これは発生しません。したがって、次のように言えます。

静電平衡状態にある帯電した球の内部では、すべての点が同じ電位を持っています。

球の表面に正確に点Sがある場合、電荷qをAまたはBからSに運ぶために行われた仕事がゼロに等しいことが再び起こります。したがって、次のように結論付けることができます。

静電平衡状態にある帯電球内の任意の点の電位は、その表面の電位に等しくなります。

球は点電荷と見なすことができます
球は点電荷と見なすことができます

ここで、静電平衡状態にある球の表面の電位の値を知る必要があります。そのためには、球は次の条件下で帯電していることを覚えておく必要があります。 静電平衡は、すべての電荷が中心に集中していると考えることができるため、半径Rの球がある場合、その表面の電位は次の式で与えられます。 V = KOQ / R、また、球の中心から距離rの外側に点Pがある場合 (したがって、r> R)、Pの球の電位は、次の式で計算できます(図を参照)。 上記):

V = KOQ / r

球の内側の点(r≤R)のポテンシャルは一定であり、球の外側の点(r> R)の場合、距離(r)に反比例して減少します。


パウロ・シルバ
物理学を卒業

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm

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