Problem 13.101
หัวข้อ: พลังงานศักย์ไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้า (Electric Potential Energy and Electric Potential)
ตัวนำทรงกลม 3 ลูก รัศมี 2.0 cm, 4.0 cm และ 6.0 cm ตามลำดับ เมื่อให้ ประจุไฟฟ้ากับตัวนำทั้งสามจนศักย์ไฟฟ้าที่ผิวของตัวนำแต่ละตัวเป็น 10 V, 25 V และ 30 V ตามลำดับ เมื่อนำเส้นลวดเส้นเล็กๆ มาต่อตัวนำทั้งสามเข้าด้วยกัน ศักย์ไฟฟ้าที่ผิวตัวนำทั้งสามจะเป็นเท่าใด?
คำตอบ
\(V = 25 V \;\blacksquare\)
\(V = 25 V \;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
จาก \(V = \frac{kQ}{R}\)
\(Q =\frac{VR}{k}\)
\(\therefore Q_{1} =\frac{(10 V)(2.0 cm)}{k}=\frac{0.20}{k}C\)
\(Q_{2} =\frac{(25 V)(4.0 cm)}{k}=\frac{1.0}{k}C\)
\(Q_{3} =\frac{(30 V)(6.0 cm)}{k}=\frac{1.8}{k}C\)
จาก \(ΣQ_{f}= \Sigma Q_{i}\)
\(\frac{VR_{1}}{k}+\frac{VR_{2}}{k}+\frac{VR_{3}}{k}=\frac{0.20}{k}+\frac{1.0}{k}+\frac{1.8}{k}C\)
\(V(R_{1} + R_{2} + R_{3}) = 3.0 V\cdot m\)
\(V(2.0 + 4.0 + 6.0 cm) = 3.0 V\cdot m\)
\(V =\frac{3.0 V\cdot m}{12.0 cm}\)
\(V = 25 V \;\blacksquare\)