Cargas em um condutor

Diese Anwendung simuliert die Dynamik freier Ladungen in einem Leiter. Man kann die Tendenz beobachten, dass sich Ladungen auf der Oberfläche des Leiters ansammeln, was zu einer Ladungsdichte führt Null im Leiter.

Verwenden Sie die üblichen Touchscreen-Gesten:

• Halten und ziehen Sie mit einem Finger, um die Lasten zu verschieben.

Tasten:

• Startet oder pausiert die Simulation.
• Startet die Simulation neu.

Die Ladungsbewegung basiert auf dem zweiten Newtonschen Gesetz und dem Coulombschen Gesetz der Elektrostatik. Die resultierende Kraft auf die Ladung $q_i$ ist gegeben durch

$$ \vec{F}_i = \dfrac{1}{4\pi\epsilon_0}\sum_{j \neq i}^N \dfrac{q_iq_j}{r_{ij}^2}\hat{r}_{ij }, $$

Wo

• $N$: Anzahl der kostenlosen Gebühren
• $\epsilon_0$: elektrostatische Vakuumkonstante

Die Bewegung der Ladungen wird durch eine der Geschwindigkeit proportionale Kraft gedämpft: $$ \vec{F}_\gamma = -\gamma \vec{v} $$

Das ODE-System wird durch die Runge-Kutta-Methode vierter Ordnung gelöst.

Weitere Überlegungen:

• Die Werte von $q$, $\gamma$ und die Masse der Ladungen werden in willkürlichen Einheiten angegeben.
• Kollisionen von Ladungen mit der Grenze des Leiters sind teilweise elastisch.

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