Pentru a înțelege potențialul electric al unei sfere conductoare electrificate, trebuie mai întâi să analizăm ce se întâmplă în interiorul sferei, care atunci când Bateria electrificată atinge rapid echilibrul electrostatic datorită răspândirii uniforme a excesului de sarcini pe suprafața sa. extern. În această situație, câmpul electric și forța electrică din acea sferă sunt nule.
Câmpul electric (E) din sfera electrificată este nul
Astfel, dacă plasăm o particulă electrificată cu sarcină q pe un punct A din interiorul sferei și aceasta este deplasat la un punct B, de asemenea intern sferei, nu se va efectua nicio lucrare (τ) asupra acestuia și de către ecuație: VTHE - VB = τ / q, trebuie să VTHE = VB, daca tuTHE au fost diferite de VB ar exista un flux de încărcare între aceste două puncte, iar acest lucru nu se poate produce atunci când sfera este în echilibru electrostatic, astfel, putem spune că:
În interiorul unei sfere electrificate în echilibru electrostatic, toate punctele au același potențial electric.
Când avem un punct S exact pe suprafața sferei, se întâmplă din nou că lucrarea făcută pentru a transporta o sarcină q de la A sau B la S este egală cu zero, astfel putem concluziona că:
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
Potențialul electric în orice punct al unei sfere electrificate în echilibru electrostatic este egal cu potențialul de la suprafața sa.
Sfera poate fi considerată ca o sarcină punctuală
Acum trebuie să știm care este valoarea potențialului electric de pe suprafața sferei în echilibru electrostatic și pentru asta trebuie să ne amintim că sferele sunt electrificate în aceste condiții de echilibrul electrostatic poate fi considerat ca având toată sarcina concentrată în centrul său, deci dacă avem o sferă de rază R, potențialul de pe suprafața sa va fi dat de V = KOQ / R și, de asemenea, dacă avem un punct P situat în afara sferei la o distanță r de centrul acesteia (deci r> R), potențialul electric al sferei din P poate fi calculat prin ecuație (vezi figura de mai sus):
V = KOQ / r
Potențialul pentru punctele din interiorul sferei (r ≤ R) este constant, iar pentru punctele din afara sferei (r> R) scade invers proporțional cu distanța (r).
De Paulo Silva
Absolvent în fizică
Doriți să faceți referire la acest text într-o școală sau într-o lucrare academică? Uite:
SILVA, Paulo Soares da. „Potențialul electric al unei sfere conductoare electrificate”; Școala din Brazilia. Disponibil in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm. Accesat la 27 iunie 2021.
