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Intérieur d'une sphère isolante

Storyboard

Dans le cas d'une sphère isolante avec une répartition homogène de charge, les charges ne peuvent pas se déplacer. Le champ électrique peut être calculé en supposant une symétrie sphérique et en définissant la surface de Gauss comme une sphère de rayon donné. De cette manière, le champ électrique et le potentiel dépendront de la charge enfermée par cette surface.

>Modèle

ID:(2077, 'ky')


Champ électrique interne d'une sphère chargée

Description

Puisque la loi de Gauss stipule que le flux total de champ électrique à travers une surface fermée est proportionnel à la charge enfermée, en utilisant 11377 :

équation=11377

peut s'appliquer au cas d'une seule surface Surface ($S$) correspondant à une sphère de rayon Radio ($r$) :

équation=4665

Dans ce cas, la quantité de Charge ($Q$) entourée par la surface gaussienne correspond uniquement à la fraction du volume total contenu dans le rayon Radio ($r$). La répartition des charges étant homogène, la charge enfermée est proportionnelle au volume intérieur de la sphère gaussienne :

$q_s=\displaystyle\frac{Q}{R^3}r^3$

Avec cela vous obtenez finalement :

équation

ID:(11376, 'gm')


Densité de charge volumétrique

Description

Lorsque Charge ($Q$) est distribué sur un Volume ($V$), un Densité de charge volumique ($\rho_e$) peut être défini qui représente la quantité de charge contenue par unité de volume :



A partir de cette répartition de charge volumétrique on définit :

$\rho_e = \displaystyle\frac{ Q }{ V }$

$V$
Volume
$m^3$
$Q$
Charge
$C$
$\rho_e$
Densité de charge volumique
$C/m^3$

ID:(15784, 'gm')


Intérieur d'une sphère isolante

Description

Calculs


D'abord, sélectionnez l'équation:   à ,  puis, sélectionnez la variable:   à 

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

 Variable   Donnée   Calculer   Cible :   Équation   À utiliser



Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$r$
r
Radio
m
$R$
R
Rayon de la sphère
m
$V$
V
Volume
m^3
$\epsilon$
epsilon
Constante diélectrique
-
$Q$
Q
Charge
C
$E_i$
E_i
Champ électrique, sphère, intérieur
V/m
$\epsilon_0$
epsilon_0
Constante de champ électrique
C^2/m^2N
$\rho_e$
rho_e
Densité de charge volumique
C/m^3

ID:(2077, 0)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile