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Modelo esférico de generador

De Laplace

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Revisión de 19:42 14 mar 2009

Contenido

1 Enunciado

Como modelo ideal de generador suponga el siguiente sistema: una esfera de radio a de conductividad σ1 se encuentra inmersa en un medio de conductividad σ2 que se extiende hasta el infinito. En el interior de la esfera actúa una fuerza no electrostática por unidad de carga \mathbf{E}' = E'_0\mathbf{u}_{z}, constante y uniforme.

  1. Escriba las ecuaciones y condiciones de salto para la densidad de corriente, el campo y el potencial eléctrico en todo el espacio.
  2. Sabiendo que en el interior de la esfera el potencial es de la forma
\phi_1 = A r\cos\theta \qquad (r<a)
y en el exterior de ella
\phi_1 = \frac{B}{r^2}\cos\theta \qquad (r>a)
calcule las constantes A y B.
  1. Halle la potencia desarrollada por el campo eléctrico en el interior y el exterior de la esfera.
  2. Considerando que la corriente es la que atraviesa el plano ecuatorial de la esfera (z = 0, r < a) determine la fuerza electromotriz, la resistencia interna y la externa del circuito equivalente.
  3. ¿A qué tienden los resultados cuando \sigma_1 \ll \sigma_2? ¿Y cuando \sigma_1\gg \sigma_2?

2 Solución

2.1 Ecuaciones y condiciones de salto

2.2 Potencial eléctrico

2.3 Potencia eléctrica

2.4 Circuito equivalente

2.5 Valores límite

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