Elektrický potenciál elektrifikovanej vodivej gule

Aby sme porozumeli elektrickému potenciálu elektrifikovanej vodivej gule, musíme najskôr analyzovať, čo sa vo vnútri gule deje, ktoré kedy Elektrifikovaná batéria rýchlo dosiahne elektrostatickú rovnováhu vďaka rovnomernému rozšíreniu prebytočných nábojov po svojom povrchu. externý. V tejto situácii je elektrické pole a elektrická sila v tejto sfére nulové.

Elektrické pole (E) vo vnútri elektrifikovanej gule je nulové

Takže ak umiestnime elektrifikovanú časticu s nábojom q na bod A vo vnútri gule a je to posunutý do bodu B, ktorý je tiež vnútorný v sfére, nebude na ňom a pomocou. vykonaná žiadna práca (τ) rovnica: V_THE - V_B = τ / q, musíme V_THE = V_B, Ak ty_THE sa líšili od V_B medzi týmito dvoma bodmi by bol prúd náboja, a to nemôže nastať, keď je guľa v elektrostatickej rovnováhe, teda môžeme povedať, že:

Vo vnútri elektrifikovanej gule v elektrostatickej rovnováhe majú všetky body rovnaký elektrický potenciál.

Keď máme bod S presne na povrchu gule, znova sa stane, že práca vykonaná na prevedenie náboja q z A alebo B na S sa rovná nule, takže môžeme dospieť k záveru, že:

Elektrický potenciál v ktoromkoľvek bode elektrifikovanej gule v elektrostatickej rovnováhe sa rovná potenciálu na jej povrchu.

Guľu možno považovať za bodový náboj

Teraz musíme vedieť, aká je hodnota elektrického potenciálu na povrchu gule v elektrostatickej rovnováhe, a preto si musíme uvedomiť, že gule sú elektrifikované za týchto podmienok elektrostatickú rovnováhu si môžeme predstaviť tak, že máme všetok náboj koncentrovaný v strede, takže ak máme guľu s polomerom R, potenciál na jej povrchu bude daný V = K_OQ / R, a tiež ak máme bod P umiestnený mimo guľu vo vzdialenosti r od jej stredu (teda r> R), elektrický potenciál gule v P možno vypočítať pomocou rovnice (pozri obrázok vyššie):

V = K_OQ / r

Potenciál pre body vo vnútri gule (r ≤ R) je konštantný a pre body mimo gule (r> R) klesá nepriamo úmerne so vzdialenosťou (r).

Autor: Paulo Silva
Vyštudoval fyziku

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico-uma-esfera-condutora-eletrizada.htm