Electrostatique, équation de Poisson
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Electrostatique, équation de Poisson



  1. #1
    Queta

    Electrostatique, équation de Poisson


    ------

    Bonjour,

    Je vous fais part d'une question qui m'est restée sans réponse :

    Considérons un potentiel électrique égal à V=exp(-r)/r si r>1, et 1/e sinon (en coordonnées sphériques). Après calcul, son laplacien est égal à V pour r>1 et 0 sinon. En utilisant l'équation de Poisson, on trouve une densité de charge volumique toujours négative (strictement pour r>1), et par symétrie sphérique et utilisation du théorème de Gauss, on trouve un champ électrique dirigé vers l'origine. Cela est contraire à ce qu'on trouve en calculant directement le champ électrique via le gradient de V.

    J'ai pris le potentiel égal à 1/e sur la boule unité pour éviter un problème de divergence d'intégrale lors de l'application du théorème de Gauss. On peut éventuellement imaginer qu'à la frontière de la boule, la fonction V est en fait régulière.

    Il y a t-il là une erreur plus ou moins triviale qui m'échappe ? Il y a t-il des critères que j'ignore pour qu'un champ scalaire puisse représenter un potentiel électrique ?

    Il n'est pas clair pour moi que tout champ scalaire même d'allure raisonnable (régulier, intégrable, donné par une formule simple, ...) puisse représenter une véritable distribution de charges (ou un potentiel).

    -----

  2. #2
    Resartus

    Re : Electrostatique, équation de Poisson

    Bonjour,
    A l'intérieur de la sphére r<1 le laplacien étant nul, la densité de charge également
    Mais il y a des charges surfaciques à r=1 : le calcul effectué avec le laplacien en dehors de la sphère les prend bien en compte, et vous pouvez en trouver la valeur par la formule
    Bien entendu, ces charges ne sont jamais parfaitement surfaciques : si vous rendez le potentiel doublement dérivable autour de r=1, vous aurez le même constat : une densité de charge très élevée sur une couronne étroite, et une charge totale égale à ce que donne poisson
    A noter que ce potentiel constant à l'intérieur se rencontre souvent avec des conducteurs métalliques creux (c'est le principe de la cage de faraday)
    Dernière modification par Resartus ; 10/05/2022 à 17h02.
    Why, sometimes I've believed as many as six impossible things before breakfast

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