شحنة داخل غلاف موصل: حدد شحنة المعدن ثم احسب شحنتي سطحيه بانعدام المجال فيه وحفظ الشحنة. [1]
الخلاصة السريعة
السطح الداخلي يعادل شحنة التجويف بعكس الإشارة؛ شحنة السطح الخارجي تساوي شحنة الغلاف الكلية مضافًا إليها شحنة التجويف. [2]
- غلاف موصل كروي معزول كهربائيًا، غير مؤرض، في اتزان كهروستاتيكي؛ تجويفه الكروي متمركز معه. شحنة ثابتة q في المركز، بلا تماس مع المعدن، ولا شحنات خارجية. Q شحنة الغلاف المعدني الكلية، ولا تشمل q. التجويف فراغ. [1]
- داخل مادة الموصل المجال الكهربائي صفر. سطح غاوسي مغلق داخل المعدن يحيط بالتجويف، فتكون شحنته المحصورة صفرًا: q+Q_in=0، أي Q_in=−q. Q_in شحنة السطح الداخلي الكلية؛ سطح غاوسي أداة حسابية، لا سطحًا ماديًا إضافيًا. [1]
- بقاء شحنة المعدن Q يعطي Q_in+Q_out=Q؛ إذن Q_out=Q+q. Q_out شحنة السطح الخارجي الكلية. شحنة النظام كله، الغلاف والشحنة المركزية معًا، هي Q+q؛ لا تنشأ شحنة جديدة من إعادة التوزيع. [2]
- مثال حسابي مفترض q=+3µC وQ=−8µC: Q_in=−3µC وQ_out=−5µC. مجموع شحنتي السطحين −8µC، ومجموع النظام −5µC. µC ميكروكولوم، يساوي 10⁻⁶ كولوم؛ الإشارات جزء من الحساب. ليست قياسات جهاز. [2]
- مع بقاء q=+3µC، قارن غلافًا شحنته Q=0: الداخل −3µC والخارج +3µC. وعند Q=−3µC: الداخل −3µC والخارج صفر. الغلاف المتعادل ليس بالضرورة نظامًا متعادلًا؛ في الحالة الثانية يتعادل النظام كله. [2]
- التجويف ليس جزءًا من المعدن: عند q غير الصفرية لا ينعدم المجال فيه عمومًا، رغم انعدامه في مادة الغلاف. لا ننقل شرط المجال الصفري إلى كل نقطة داخل الحد الخارجي للغلاف؛ موضع النقطة مهم. [1]
عرّف شحنتي الغلاف والتجويف
غلاف موصل كروي معزول كهربائيًا، غير مؤرض، في اتزان كهروستاتيكي؛ تجويفه الكروي متمركز معه. شحنة ثابتة q في المركز، بلا تماس مع المعدن، ولا شحنات خارجية. Q شحنة الغلاف المعدني الكلية، ولا تشمل q. التجويف فراغ. [1]
استخرج شحنة السطح الداخلي
داخل مادة الموصل المجال الكهربائي صفر. سطح غاوسي مغلق داخل المعدن يحيط بالتجويف، فتكون شحنته المحصورة صفرًا: q+Q_in=0، أي Q_in=−q. Q_in شحنة السطح الداخلي الكلية؛ سطح غاوسي أداة حسابية، لا سطحًا ماديًا إضافيًا. [1]
احفظ شحنة المعدن
بقاء شحنة المعدن Q يعطي Q_in+Q_out=Q؛ إذن Q_out=Q+q. Q_out شحنة السطح الخارجي الكلية. شحنة النظام كله، الغلاف والشحنة المركزية معًا، هي Q+q؛ لا تنشأ شحنة جديدة من إعادة التوزيع. [2]
احسب المثال بإشاراته
مثال حسابي مفترض q=+3µC وQ=−8µC: Q_in=−3µC وQ_out=−5µC. مجموع شحنتي السطحين −8µC، ومجموع النظام −5µC. µC ميكروكولوم، يساوي 10⁻⁶ كولوم؛ الإشارات جزء من الحساب. ليست قياسات جهاز. [2]
قارن نوعين من التعادل
مع بقاء q=+3µC، قارن غلافًا شحنته Q=0: الداخل −3µC والخارج +3µC. وعند Q=−3µC: الداخل −3µC والخارج صفر. الغلاف المتعادل ليس بالضرورة نظامًا متعادلًا؛ في الحالة الثانية يتعادل النظام كله. [2]
ميّز التجويف من مادة الموصل
التجويف ليس جزءًا من المعدن: عند q غير الصفرية لا ينعدم المجال فيه عمومًا، رغم انعدامه في مادة الغلاف. لا ننقل شرط المجال الصفري إلى كل نقطة داخل الحد الخارجي للغلاف؛ موضع النقطة مهم. [1]
المراجع
أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.