23.11
שקול כדור לא מוליך של רדיוס R. לכדור צפיפות מטען רדיאלית משתנה ולא אחידה. לכן, יש לו התפלגות מטען סימטרית כדורית.
מכיוון שצפיפות המטען אינה אחידה, ניקח לדוגמה קליפה כדורית אינפיניטסימלית בעובי 'dr' בתוך הכדור.
המטען המוקף בקליפה הוא תוצר של צפיפות המטען ונפח הקליפה.
כדי לקבוע את השדה החשמלי בנקודה P, מחוץ להתפלגות המטען, חשבו על משטח גאוס ברדיוס r'.
כאן, האזור שבין פני השטח של גאוס לבין הכדור נטול נושאי מטען. לכן, המטען נטו המוקף על ידי משטח גאוס מתקבל על ידי שילוב המטען המוקף בקליפה מעל רדיוס הכדור.
החלפת המטען נטו במשוואת השדה החשמלי נותנת את השדה בנקודה מחוץ לכדור.
באופן דומה, עבור נקודה בתוך התפלגות המטען, המטען נטו המצורף הוא האינטגרל של המטען המוקף במשטח גאוס. החלפת המטען נטו במשוואת השדה נותנת לשדה החשמלי בנקודה בתוך הכדור.
חוק גאוס קובע שהשטף החשמלי דרך כל משטח סגור שווה למטען הנקי הכלוא בתוך המשטח. חוק זה מועיל לקביעת הביטויים לשדה החשמלי עבור התפלגות מטען מסוימת אם השט…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.