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Interface de dieléctrico de cilindro conductor

Para ayudarme con un proyecto en el que estoy trabajando, intenté resolver lo que pensé que era un problema fácil. Hay un cilindro infinito y conductor de radio $R$ a cierto potencial $V$, ubicado a una distancia $b$ de una interfaz dieléctrica. Se incluye una imagen rudimentaria.

Diseño del problema

Quiero encontrar el potencial en el semiespacio que incluye al cilindro. Mi primer pensamiento fue resolverlo usando un alambre cargado, utilizando el método de la imagen, pero la solución que brinda no tiene superficies equipotenciales circulares. Pensé tal vez en escribir el potencial como una suma de Fourier, pero las diferentes geometrías (de la interfaz y el cilindro) me están dificultando la escritura de las condiciones de contorno.

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Jake Puntos 123

La forma en que procedería es primero intercambiar el electrodo esférico por una carga puntual en el centro: $$ Q = \frac{VR}{K} $$ Con: $$ K = \frac{1}{4 \pi \epsilon_0} $$

Luego, esa carga tendría una imagen a través de la superficie dieléctrica, el método se ha descrito bastante bien en introducción a la electrodinámica o aquí

La carga de la imagen tendrá a su vez una carga de imagen dentro del cable, consulte aquí y aquí sobre cómo calcularlo.

Luego simplemente repites el proceso hasta que las soluciones converjan, el potencial será el inducido por todas las cargas de imagen. (Consulte mi respuesta aquí para más detalles sobre el proceso)

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walljam7 Puntos 41

Ok, obviamente no era evidente para las personas que leen esta pregunta: hay un cilindro infinito perfectamente conductor (con una sección transversal circular) a cierta distancia del plano de separación. Después de investigar un poco, estoy convencido de que no hay una solución analítica al problema, y en su lugar utilicé métodos numéricos para obtener una solución aproximada.

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