lunes, 17 de septiembre de 2012

ECUACIONES DE LAPLACE Y POISSON: PROBLEMAS


TEORÍA DE CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS

PROBLEMAS  03

1.    Dos esferas conductoras huecas, muy delgadas y concéntricas tienen radios a y b ( a < b) y están cargadas a los potenciales Ua y Ub respectivamente. Hallar el potencial y el campo eléctrico para las tres regiones: 0 < r < a, a < r < b, r > b.

 

2.    Dos cilindros conductores huecos, muy delgados, muy largos y coaxiales tienen radios a y b ( a < b) y están cargadas a los potenciales Ua y Ub respectivamente. Hallar el potencial y el campo eléctrico para las dos regiones: 0 < r < a, a < r < b.

 

3.    Dos placas conductoras, muy delgadas y paralelas está ubicadas en x = 0 y x = d y están cargadas a los potenciales U0 y Ud respectivamente. Hallar el potencial y el campo eléctrico para la región 0 < x < d.

 

4.    Una esfera conductora de radio R que tiene una carga total Q se coloca en un campo eléctrico inicialmente uniforme Eo. Hallar (a) el potencial y el campo eléctrico en cualquier punto del espacio; (b) la densidad superficial de carga eléctrica en la superficie de la esfera.

 

5.    Un cilindro conductor muy largo de radio R y que no tiene carga neta, se coloca dentro de un campo eléctrico inicialmente uniforme Eo , perpendicular al eje del cilindro. Hallar (a) el potencial y el campo eléctrico en cualquier punto del espacio; (b) la densidad superficial de carga eléctrica en la superficie del cilindro.

 

6.    Un cilindro conductor muy largo de radio R y que tiene carga neta Q, se coloca dentro de un campo eléctrico inicialmente uniforme Eo , perpendicular al eje del cilindro. Hallar (a) el potencial y el campo eléctrico en cualquier punto del espacio; (b) la densidad superficial de carga eléctrica en la superficie del cilindro.

 

7.    Un cilindro conductor muy delgado y largo, de radio R es dividido a lo largo de su eje en dos partes. El potencial en el cilindro es: U(R, f) = V/2 para 0 < f < p; U(R, f) = - V/2 para p < f < 2p. Hallar el potencial eléctrico para las regiones interior y exterior del cilindro.

 

8.    Un cilindro conductor muy delgado y largo, de radio R es dividido a lo largo de su eje en cuatro partes (cuadrantes). El potencial en el cilindro es: U(R, f) = V/2 para 0 < f < p/2; U(R, f) = 0 para p/2 < f < 3p/2; U(R, f) = - V/2 para 3p/2 < f < 2p. Hallar el potencial eléctrico para las regiones interior y exterior del cilindro.

 

9.    En una nube esférica de carga de radio R la carga Q está distribuida uniformemente. Hallar el potencial eléctrico integrando la ecuación de Poisson. Verificar el resultado integrando sobre la distribución de carga.

 

10. Un cilindro coaxial muy largo de radios a y b contienen una nube electrónica cuya densidad volumétrica es r = k/r para a < r < b. El cilindro interior se mantiene a un potencial Uo y el cilindro exterior está puesto a tierra. Hallar el potencial eléctrico para la región a < r < b resolviendo la ecuación de Poisson.

 

11. Un cono conductor infinito está en posición invertida con su eje en el eje z y su vértice en z = 0. El ángulo del cono es a y está cargado al potencial Uo. En el plano xy hay una placa conductora  conectada a tierra. La placa y el cono están aislados eléctricamente. Hallar (a) el potencial U(q) en la región  a< q < p/2; (b) el campo eléctrico en la región a< q < p/2; (c) las densidades de carga superficial del cono y del plano puesto a tierra.

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