EE982 -ELETROMAGNETISMO AVANÇADO

AULA 6 - 2013.01 PPGEE-UFPE

6.1 Exemplo: Esfera condutora em região de campo uniforme pelo método das imagens

 

Simula o campo uniforme por duas cargas puntiformes

          

 

 

 

 

 

 

Copyrigth 1999-2013 by Eduardo Fontana

 

          

          

 

Potencial na ragião :

Note que

 

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Dado que

 

até 1ª. ordem

 

 

logo

 

 

 

ou equivalentemente

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Usando a propriedade

obtém

 

Forma equivalente:

 

 

 (campo uniforme)

 

 (distorção devido à esfera)

 

Linhas de campo

 

 

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Linhas de campo

Densidade superficial de carga

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6.2 Função de Green para a esfera

Admite que a carga externa à esfera aterrada seja , conforme ilustrado na figura.

 

Solução de

é a função de Green para o problema de Dirichlet na região limitada pela superfície esférica (interior ou exterior). De fato

 

(problema exterior)

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Forma da função de Green

 

Note que

 

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Solução geral para o PVF de Dirichlet é necessário obter a derivada normal na superfície z=0, em relação à coordenada para fora da região .   Utilizando a solução formal para o PVF de Dirichlet,

 

         Cálculo de

 

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Após algumas manipulações algébricas obtém

 

Donde

 

Com

 

 

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Assim para o PVF mostrado na figura seguinte

 

 

 

a solução é da forma

 

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ou equivalentemente

 

 

com

 

 

 

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Exemplo: Resolver o problema exterior mostrado na figura

 

 

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No eixo z tem-se

 

 

 

 

Pode mostrar que

 

 

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