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Elektrisches Feld der nicht-leitenden Hohlkugel
Betrachten Sie eine nicht-leitende, homogen geladene Hohlkugel mit Außenradius
R und Innenradius

R/2 und Gesamtladung Q (vgl. Aufg. 1.2a).

  1. a)  Bestimmen Sie die von einer Kugel mit Radius r eingeschlossene Ladung Qein(r) als Funktion von r für die Bereiche (i) r < R/2, (ii) R/2 r R und (iii) r > R und skizzieren Sie den Verlauf des Graphen von Qein(r).

  2. b)  Bestimmen Sie das elektrische Feld E(⃗r) der Ladungsverteilung in den drei Bereichen und skizzieren Sie den Verlauf des Graphen von |E(r)|.

  3. c)  Bestimmen Sie das elektrostatische Potential φ(⃗r) der Ladungsverteilung in den drei Bereichen und skizzieren Sie den Verlauf des Graphen von φ(r)

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Eine einfache geometrische Überlegung zeigt, dass konzentrische Ladungen nur innerhalb des Messpunkts für die Feldstäke berücksichtigt werden müssen, d.h. die Feldstärke ist innerhalb ri gleich Null und sie nimmt vom ri aus bis ra linear zu und außerhalb nimmt sie proporional 1/r² ab.

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