Loading...
 

Zastosowanie prawa Gaussa: Jednorodnie naładowana sfera

Rozpatrzmy powierzchnię kulistą o promieniu \( R \) jednorodnie naładowaną ładunkiem \( Q \). Chcemy obliczyć pole \( E \) w odległości \( r \) od jej środka na zewnątrz ( \( r > R \)). W tym celu wybieramy powierzchnię Gaussa \( S \) w kształcie sfery o promieniu \( r \) pokazanej na Rys. 1.

Jednorodnie naładowana sfera o promieniu {OPENAGHMATHJAX()}R{OPENAGHMATHJAX}
Rysunek 1: Jednorodnie naładowana sfera o promieniu \( R \)
 


Ponieważ w dowolnym punkcie powierzchni Gaussa pole \( {\bf E} \) ma tę samą wartość i jest prostopadłe do powierzchni więc

\(
{\oint {\mathit{{\bf E}\cdot d{\bf S}}=E(4\mathit{\pi r}^{{2}})}}
\)



Zatem zgodnie z prawem Gaussa otrzymujemy

\( E 4\pi r^2=\frac{Q}{\varepsilon_0} \)

 
lub

\( E=\frac{1}{4\pi \varepsilon_0}\frac{Q}{r^2}=k\frac{Q}{r^2} \)


Widzimy, że na zewnątrz sfery tj. dla \( r>R \) pole jest takie jakby cały ładunek skupiony był w środku sfery. Natomiast wewnątrz sfery ( \( r < R \)) \( Q_{\text wewn.} = 0 \) więc \( E_{\text wewn.} = 0 \).


Ostatnio zmieniona Sobota 07 z Październik, 2017 08:08:57 UTC Autor: Zbigniew Kąkol, Kamil Kutorasiński
Zaloguj się/Zarejestruj w OPEN AGH e-podręczniki
Czy masz już hasło?

Hasło powinno mieć przynajmniej 8 znaków, litery i cyfry oraz co najmniej jeden znak specjalny.

Przypominanie hasła

Wprowadź swój adres e-mail, abyśmy mogli przesłać Ci informację o nowym haśle.
Dziękujemy za rejestrację!
Na wskazany w rejestracji adres został wysłany e-mail z linkiem aktywacyjnym.
Wprowadzone hasło/login są błędne.