Cargas em um condutor

Cette application simule la dynamique des charges libres dans un conducteur. Il est possible d’observer la tendance des charges à s’accumuler à la surface du conducteur, ce qui conduit à une densité de charge nulle à l’intérieur du conducteur.

Utilisez les gestes habituels de l’écran tactile :

• Avec un doigt, maintenez appuyé et faites glisser pour déplacer les charges.

Boutons :

• Démarre ou met en pause la simulation.
• Redémarre la simulation.

Le mouvement des charges est régi par la deuxième loi de Newton et la loi de Coulomb de l’électrostatique. La force résultante exercée sur la charge $q_i$ est donnée par :

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

où :

• $N$ : nombre de charges libres
• $\epsilon_0$ : constante électrique du vide

Le mouvement des charges est amorti par une force proportionnelle à la vitesse :

$ \vec{F}_\gamma = -\gamma \vec{v} $

Le système d’équations différentielles ordinaires (ODE) est résolu à l’aide de la méthode de Runge-Kutta du quatrième ordre.

Autres considérations :

• Les valeurs de $q$, $\gamma$ et de la masse des charges sont données en unités arbitraires.
• Les collisions des charges avec les limites du conducteur sont partiellement élastiques.

En savoir plus :

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