ელექტრიფიცირებული გამტარი სფეროს ელექტრული პოტენციალი

ელექტრიფიცირებული გამტარი სფეროს ელექტრული პოტენციალის გასაგებად, პირველ რიგში უნდა გავაანალიზოთ რა ხდება სფეროს შიგნით, როდის როდის ელექტრიფიცირებული ელემენტი სწრაფად აღწევს ელექტროსტატიკურ წონასწორობას, მის ზედაპირზე ჭარბი მუხტების ერთგვაროვანი გავრცელების გამო. გარე ამ სიტუაციაში, ელექტრული ველი და ამ სფეროში არსებული ელექტრული ძალა ნულოვანია.

ელექტრული სფეროს შიგნით არსებული ელექტრული ველი (E) ნულოვანია

ასე რომ, თუ ელექტრიფიცირებულ ნაწილაკს q მუხტით დავაყენებთ სფეროს A წერტილს და ის არის გადაადგილებულია B წერტილამდე, ასევე სფეროს შიდა ნაწილში, მასზე არანაირი სამუშაო (τ) არ შესრულდება და განტოლება: V - ვ_ბ = τ / q, ჩვენ უნდა V = V_ბ, თუ შენ განსხვავდებოდნენ ვ_ბ ამ ორ წერტილს შორის იქნება მუხტის დინება და ეს არ შეიძლება მოხდეს, როდესაც სფერო ელექტროსტატიკური წონასწორობაშია, ამრიგად, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ:

ელექტროსტატიკური წონასწორობის ელექტრიფიცირებული სფეროს შიგნით, ყველა წერტილს აქვს იგივე ელექტრული პოტენციალი.

როდესაც S წერტილი გვაქვს ზუსტად სფეროს ზედაპირზე, ისევ ხდება, რომ q მუხტის A ან B– დან S გადასატანად შესრულებული სამუშაო ნულის ტოლია, ამრიგად, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ:

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

ელექტროსტატიკური წონასწორობის ელექტრიფიცირებული სფეროს ნებისმიერ წერტილში ელექტრული პოტენციალი უდრის მის ზედაპირზე არსებულ პოტენციალს.

სფერო შეიძლება ჩაითვალოს წერტილოვან მუხტად

ახლა ჩვენ უნდა ვიცოდეთ, რა მნიშვნელობა აქვს ელექტროსტატიკური წონასწორობისას ელექტრული პოტენციალის მნიშვნელობას სფეროს ზედაპირზე და ამისათვის უნდა გვახსოვდეს, რომ ამ პირობებში ელექტრული სფეროები ელექტროსტატიკური წონასწორობა შეიძლება ვიფიქროთ, რომ მთელი თავისი მუხტი კონცენტრირებულია მის ცენტრში, ასე რომ, თუ ჩვენ გვაქვს რადიუსის R სფერო, მის ზედაპირზე პოტენციალს V = კ_ოQ / R, და ასევე, თუ გვაქვს P წერტილი, რომელიც მდებარეობს სფეროს გარეთ, მისი ცენტრიდან r მანძილზე (ამრიგად, r> R), P– ს სფეროს ელექტრული პოტენციალი შეიძლება გამოანგარიშდეს განტოლებით (იხ. სურათი ზემოთ):

V = კ_ოQ / r

სფეროს შიგნით წერტილების პოტენციალი (r ≤ R) მუდმივია, ხოლო სფეროს გარეთ მდებარე წერტილებისთვის (r> R) ის მცირდება მანძილის პროპორციულად (r).

პაულო სილვას მიერ
დაამთავრა ფიზიკა

გსურთ მიუთითოთ ეს ტექსტი სასკოლო ან აკადემიურ ნაშრომში? შეხედე:

სილვა, პაულო სოარესი და. "ელექტრიფიცირებული გამტარი სფეროს ელექტრული პოტენციალი"; ბრაზილიის სკოლა. Ხელმისაწვდომია: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm. წვდომა 2021 წლის 27 ივნისს.