Potencjał elektryczny kuli przewodzącej naelektryzowanej

Aby zrozumieć potencjał elektryczny kuli przewodzącej naelektryzowanej, musimy najpierw przeanalizować, co dzieje się wewnątrz kuli, a kiedy Naelektryzowany akumulator szybko osiąga równowagę elektrostatyczną dzięki równomiernemu rozprzestrzenianiu się nadmiaru ładunków na jego powierzchni. zewnętrzny. W tej sytuacji pole elektryczne i siła elektryczna w tej sferze są zerowe.

Pole elektryczne (E) wewnątrz naelektryzowanej kuli jest zerowe
Pole elektryczne (E) wewnątrz naelektryzowanej kuli jest zerowe

Tak więc, jeśli umieścimy naelektryzowaną cząstkę o ładunku q w punkcie A wewnątrz kuli i jest to przesunięty do punktu B, również wewnętrznego w sferze, nie będzie na nim wykonywana żadna praca (τ) i przez równanie: VTEN – Vb = τ/q, musimy VTEN = Vb, Jeśli tyTEN różniły się od Vb między tymi dwoma punktami byłby przepływ ładunku, a to nie może wystąpić, gdy kula jest w równowadze elektrostatycznej, możemy więc powiedzieć, że:

Wewnątrz naelektryzowanej kuli w równowadze elektrostatycznej wszystkie punkty mają ten sam potencjał elektryczny.

Kiedy mamy punkt S dokładnie na powierzchni kuli, to znowu zdarza się, że praca wykonana w celu przeniesienia ładunku q z A lub B do S jest równa zeru, stąd możemy wnioskować, że:

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Potencjał elektryczny w dowolnym punkcie naelektryzowanej kuli w równowadze elektrostatycznej jest równy potencjałowi na jej powierzchni.

Kulę można uznać za ładunek punktowy
Kulę można uznać za ładunek punktowy

Teraz musimy wiedzieć, jaka jest wartość potencjału elektrycznego na powierzchni kuli w równowadze elektrostatycznej, a do tego musimy pamiętać, że kule są naelektryzowane w tych warunkach Równowaga elektrostatyczna może być traktowana jako mająca cały swój ładunek skoncentrowany w jej środku, więc jeśli mamy sferę o promieniu R, potencjał na jej powierzchni będzie dany przez V = KOQ/R, a także jeśli mamy punkt P znajdujący się poza kulą w odległości r od jej środka its (czyli r > R), potencjał elektryczny kuli w P można obliczyć za pomocą równania (patrz rysunek powyżej):

V = KOQ/R

Potencjał dla punktów wewnątrz sfery (r ≤ R) jest stały, a dla punktów poza sferą (r > R) maleje odwrotnie proporcjonalnie do odległości (r).


Paulo Silva
Ukończył fizykę

Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:

SILVA, Paulo Soares da. „Potencjał elektryczny sfery przewodzącej naelektryzowanej”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.

Ruch kołowy jednostajnie zróżnicowany (MCUV)

Ruch kołowy jednostajnie zróżnicowany (MCUV)

W mechanice klasycznej ruch kołowy polega na ruchu cząstki po okręgu z prędkością kątową. Ciała, ...

read more
Ruch wsteczny planety. Badanie ruchu wstecznego

Ruch wsteczny planety. Badanie ruchu wstecznego

Interesujące jest obserwowanie nieba w pogodne noce i obserwowanie mnogości jego gwiazd. Kiedy p...

read more
Równowaga statyczna: rozwiązane typy i ćwiczenia

Równowaga statyczna: rozwiązane typy i ćwiczenia

Saldostatyczny jest stanem, w którym wypadkowa siły i suma momentów sił, lub obróżka, są puste. W...

read more