Utilizador:


Exterior de uma esfera

Storyboard

Tanto para uma esfera condutora quanto para uma esfera isolante, o campo externo depende apenas da carga total, seja ela distribuída na superfície (esfera condutora) ou no interior (esfera isolante).

>Modelo

ID:(2078, 0)



Exterior de uma esfera

Storyboard

Tanto para uma esfera condutora quanto para uma esfera isolante, o campo externo depende apenas da carga total, seja ela distribuída na superfície (esfera condutora) ou no interior (esfera isolante).

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$E_e$
E_e
Campo elétrico, esfera, exterior
V/m
$E_i$
E_i
Campo elétrico, esfera, interior
V/m
$q$
q
Carga de teste
C
$Q$
Q
Charge
C
$\epsilon$
epsilon
Constante dielétrica
-
$m$
m
Massa molar
kg
$\varphi_1$
phi_1
Potencial elétrico 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Potencial elétrico 2
V
$r_1$
r_1
Rádio 1
m
$r_2$
r_2
Rádio 2
m
$R$
R
Raio da esfera
m
$v_1$
v_1
Velocidade 1
m/s
$v_2$
v_2
Velocidade 2
m/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

No caso de uma superf cie gaussiana esf rica, o campo el trico constante, de modo que o campo elétrico ($E$) pode ser calculado usando la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la zona do condutor ($S$), resultando em:

equation=11456

Dado que la superfície de uma esfera ($S$) igual a o pi ($\pi$) e o raio do disco ($r$), obtemos:

equation=4731

Finalmente, o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$) junto com la distância entre cargas ($r$) igual a:

equation

Para o caso de uma superf cie gaussiana esf rica, o campo el trico constante. Portanto, o campo elétrico ($E$) igual a la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la zona do condutor ($S$) conforme:

equation=11456

Dado que a rea da superf cie de la superfície de uma esfera ($S$) igual a o pi ($\pi$) e o raio do disco ($r$), temos:

equation=4731

A carga encerrada na superf cie gaussiana, com la carga encapsulada na superfície gaussiana ($q$), o raio da esfera ($R$) e la distância entre cargas ($r$), dada por:

equation=11461

Portanto, o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) resulta em:

equation

Como a diferen a de potencial o potencial elétrico, esfera isolante, interior ($\varphi_i$) com o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) e o rádio ($r$), obtemos:

equation=11579

Dado que o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) com o pi ($\pi$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$), o raio da esfera ($R$) e la distância entre cargas ($r$) igual a:

equation=11447

Em coordenadas esf ricas, temos:

$\varphi_i = -\displaystyle\int_0^{r} du \displaystyle\frac{ Q u }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon R ^3 }= -\displaystyle\frac{ Q }{ 8 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ r ^2 }{ R ^3 }$



Portanto, o potencial elétrico, esfera isolante, interior ($\varphi_i$) com la distância entre cargas ($r$) resulta em:

equation

Como a diferen a de potencial o potencial elétrico, esfera, exterior ($\varphi_e$) com o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$), o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$), o raio da esfera ($R$) e o rádio ($r$), obtemos:

equation=11580

Dado que o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$) com o pi ($\pi$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la distância entre cargas ($r$) igual a:

equation=11446

e que o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) com ERROR:9957 igual a:

equation=11447

em coordenadas esf ricas, temos:

$\varphi_e = -\displaystyle\int_0^R du \displaystyle\frac{ Q u }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon R ^3 } -\displaystyle\int_R^r du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u ^2 }= -\displaystyle\frac{ 1 }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ Q }{ r }$



Portanto, o potencial elétrico, esfera, exterior ($\varphi_e$) resulta em:

equation


Exemplos


mechanisms

No caso de uma superf cie gaussiana esf rica, o campo elétrico ($\vec{E}$) constante na dire o de o versor normal para seção ($\hat{n}$). Portanto, utilizando la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$) e la constante dielétrica ($\epsilon$), pode-se calcular integrando sobre la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$):

equation=3213

Dado que a rea da superf cie de la superfície de uma esfera ($S$) igual a o pi ($\pi$) e o raio do disco ($r$), temos:

equation=4731

o que mostrado no gr fico

image

Fora da esfera, o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$) com o pi ($\pi$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la distância entre cargas ($r$) igual a:

equation=11446

Enquanto no caso de uma esfera isolante, o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) com o raio da esfera ($R$) :

equation=11447

Se a esfera for condutora, as cargas se distribuir o sobre a superf cie e o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) ser zero.

Como a diferen a de potencial o potencial elétrico, esfera, exterior ($\varphi_e$) com o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$), o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$), o raio da esfera ($R$) e o rádio ($r$), obtemos:

equation=11580

Dado que o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$) com o pi ($\pi$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la distância entre cargas ($r$) igual a:

equation=11446

e que o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) com ERROR:9957 igual a:

equation=11447

em coordenadas esf ricas, temos:

$\varphi_e = -\displaystyle\int_0^R du \displaystyle\frac{ Q u }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon R ^3 } -\displaystyle\int_R^r du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u ^2 }= -\displaystyle\frac{ 1 }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ Q }{ r }$



Portanto, o potencial elétrico, esfera, exterior ($\varphi_e$) resulta em:

equation=11584

Como ilustrado no seguinte gr fico:

image

o campo em dois pontos deve possuir a mesma energia. Portanto, as vari veis la charge ($Q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$) e o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) conforme a equa o:

equation=11584,1

e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), conforme a equa o:

equation=11584,2

devem satisfazer a seguinte rela o:

equation=11596


model

Os potenciais el tricos, que representam a energia potencial por unidade de carga, influenciam como a velocidade de uma part cula varia. Consequentemente, devido conserva o de energia entre dois pontos, segue-se que na presen a das vari veis la carga ($q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$), o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), a seguinte rela o deve ser satisfeita:

kyon


>Modelo

ID:(2078, 0)



Mecanismos

Definição


ID:(15797, 0)



Partícula no campo elétrico de uma esfera externa

Imagem

No caso de uma superfície gaussiana esférica, o campo elétrico ($\vec{E}$) é constante na direção de o versor normal para seção ($\hat{n}$). Portanto, utilizando la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$) e la constante dielétrica ($\epsilon$), pode-se calcular integrando sobre la superfície na qual o campo elétrico é constante ($dS$):



Dado que a área da superfície de la superfície de uma esfera ($S$) é igual a o pi ($\pi$) e o raio do disco ($r$), temos:



o que é mostrado no gráfico



Fora da esfera, o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$) com o pi ($\pi$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la distância entre cargas ($r$) é igual a:



Enquanto no caso de uma esfera isolante, o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) com o raio da esfera ($R$) é:



Se a esfera for condutora, as cargas se distribuirão sobre a superfície e o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) será zero.

ID:(11839, 0)



Partícula no potencial elétrico de uma esfera externa

Nota

Como a diferença de potencial é O potencial elétrico, esfera, exterior ($\varphi_e$) com o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$), o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$), o raio da esfera ($R$) e o rádio ($r$), obtemos:



Dado que o campo elétrico, esfera, exterior ($E_e$) com o pi ($\pi$), la charge ($Q$), la constante de campo elétrico ($\epsilon_0$), la constante dielétrica ($\epsilon$) e la distância entre cargas ($r$) é igual a:



e que o campo elétrico, esfera, interior ($E_i$) com ERROR:9957 é igual a:



em coordenadas esféricas, temos:

$\varphi_e = -\displaystyle\int_0^R du \displaystyle\frac{ Q u }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon R ^3 } -\displaystyle\int_R^r du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u ^2 }= -\displaystyle\frac{ 1 }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{ Q }{ r }$



Portanto, o potencial elétrico, esfera, exterior ($\varphi_e$) resulta em:



Como ilustrado no seguinte gráfico:



o campo em dois pontos deve possuir a mesma energia. Portanto, as variáveis la charge ($Q$), la massa molar ($m$), la velocidade 1 ($v_1$), la velocidade 2 ($v_2$) e o potencial elétrico 1 ($\varphi_1$) conforme a equação:



e o potencial elétrico 2 ($\varphi_2$), conforme a equação:



devem satisfazer a seguinte relação:

ID:(11846, 0)



Modelo

Citar


ID:(15807, 0)