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Laplaciano del potencial

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La ley de Gauss en su forma diferencial se puede escribir también para el potencial eléctrico. En tal caso resulta que el laplaciano del potencial eléctrico es proporcional a la densidad de carga.

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ID:(1567, 0)



Laplaciano del potencial

Descripción

La ley de Gauss en su forma diferencial se puede escribir también para el potencial eléctrico. En tal caso resulta que el laplaciano del potencial eléctrico es proporcional a la densidad de carga.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$\epsilon$
epsilon
Constante dieléctrica
-
$\rho_e$
rho_e
Densidad de carga por volumen
C/m^3
$\vec{\nabla}$
div
Divergencia
1/m
$grad$
grad
Gradiente
1/m
$V$
V
Potencial eléctrico
V

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones


Ejemplos

Como el campo el ctrico se puede calcular del potencial el ctrico con el gradiente

$ \vec{E} = -\nabla\varphi $



y la divergencia del campo es proporcional a la densidad de carga

$\nabla\cdot\vec{E} = \displaystyle\frac{\rho}{\epsilon_0\epsilon}$



se puede construir el llamado Laplaciano que es la divergencia de un gradiente. Como el operador nabla es


abla = \hat{x}\displaystyle\frac{\partial}{\partial x}+\hat{y}\displaystyle\frac{\partial}{\partial y}+\hat{z}\displaystyle\frac{\partial}{\partial z}


el producto punto sera


abla\cdot
abla =\displaystyle\frac{\partial^2}{\partial x^2}+\displaystyle\frac{\partial^2}{\partial y^2}+\displaystyle\frac{\partial^2}{\partial z^2}\equiv
abla^2


con lo que la ecuaci n para el potencial el ctrico queda como

$ \nabla^2 V = \displaystyle\frac{\rho}{\epsilon_0\epsilon}$

(ID 11567)

En el caso de que no existan cargas la ley de Gauss diferencial para el potencial el ctrico

$ \nabla^2 V = \displaystyle\frac{\rho}{\epsilon_0\epsilon}$



se reduce a la llamada ecuaci n de Laplace

$ \nabla^2 V = 0$



Esta ecuaci n tiene como soluci n las llamadas funciones arm nicas que corresponden a oscilaciones del medio. En este caso dan cuenta que movimientos de cargas generan ondas que se propagan por el espacio que que a su vez pueden generar en otro lugar movimientos de cargas.

(ID 11568)


ID:(1567, 0)