Расчет электрического поля на незаряженной части в остальном равномерно заряженной сферы

введите описание изображения здесь

Мы решали несколько задач на электрические поля, и мой учитель обсудил эту:

Условие: электрическое поле на радиальном расстоянии r внутри однородно заряженной сферы с плотностью заряда ρ определяется выражением р р → 3 ε о

В) Имеются две противоположно заряженные сферы с одинаковой плотностью заряда ρ(розовый) и -ρ(зеленый). Мы объединяем их вместе, так что вектор, соединяющий O с O', определяется выражением а → . Найти электрическое поле в любой точке P внутри общей области .

Решение) Из-за противоположного заряда общая плавкая часть становится в целом незаряженной. Мы рассчитываем электрическое поле в точке P (на рисунке), создаваемое левой и правой сферами по отдельности.

Е → О "=" р р → 3 ε о
Е → О ′ "=" − р р ′ → 3 ε о
С :
а → + р ′ → "=" р →
Мы можем заключить:
Е → О + Е → О ′ "=" р а → 3 ε о

У меня возникло сомнение, почему мы используем соотношение, полученное для однородно заряженной сферы, для незаряженной части, в которой находится P. Точка P не находится внутри заряженной части сферы, поэтому формула не должна применяться в этой точке. Надеюсь, вы это понимаете.

Я спросил об этом своего учителя, и он ответил: «Результат сам по себе является объяснением». Я что-то упустил здесь? И как мы можем объяснить результат, объяснением которого является сам результат?

Я пришел сюда в качестве последнего средства, надеясь, что смогу получить удовлетворительный ответ.

PS: Это не вопрос домашнего задания или не по теме. Я не понимаю концептуальной вещи, поэтому модераторы, пожалуйста, пощадите меня.

В качестве примечания: я согласен, что это вопрос не по теме, но обычно закрытие вопроса исходит от обычных пользователей, а не от модераторов.

Ответы (1)

Это всего лишь применение принципа суперпозиции. Поле, создаваемое обеими сферами, представляет собой просто сумму полей, создаваемых каждой сферой в отдельности. Тот факт, что область перекрытия не заряжена, не имеет значения, чтобы это было правдой.

Незаряженная часть будет иметь значение, если вы хотите рассчитать поле непосредственно из общего распределения заряда в системе. Тогда вам нужно будет учитывать вклад поля из непересекающихся областей, а перекрывающаяся область не будет вносить вклад в поле. Но это менее эффективный способ решения проблемы. Поскольку электрические поля накладываются друг на друга, вы можете использовать это здесь.

Предположим, я удалил одну из сфер сейчас, так как материал не проводит электричество, незаряженная часть осталась бы незаряженной. Тогда будет ли электрическое поле в точке P оставаться прежним? P не находится на внутренней поверхности той незаряженной дуги, если бы она была, то я понимаю, что поле все равно задавалось бы р р → 3 е .В этом сценарии, я думаю, это изменится. Теперь верните другую сферу. Надеюсь, вы поняли, что я пытаюсь донести.
@Physicsa Я не понимаю. Если убрать одну из сфер, то п находится внутри другой сферы, поэтому п сейчас находится в месте с зарядом. Только с одной сферой поле описывается уравнением, которое вы дали для поля, обусловленного одной сферой.
Ладно, думаю, теперь я понимаю свою ошибку. Я полагал, что все заряженные исчезли из этой области. Суммарный заряд равен 0, но заряд отдельных сфер все еще присутствует. Спасибо!
@Physicsa Технически любая точка зрения верна, если вы просто смотрите на эту систему. Но да, если убрать сферу, незаряженная область не останется незаряженной.
Расчет электрического поля на незаряженной части в остальном равномерно заряженной сферы
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v