Densidade volumétrica de carga Calculator

Formula first

Overview

Esta quantidade descreve como a carga elétrica está distribuída por um espaço tridimensional. É definida como o limite da razão da carga para o volume à medida que o elemento de volume se aproxima de zero, representando a densidade local em um ponto específico. Em casos de distribuição uniforme, é simplesmente a carga total dividida pelo volume total.

Symbols

Variables

$\rho$ = Volume charge density, Q = Total charge, V = Volume

Apply it well

When To Use

When to use: Use esta equação ao calcular o campo elétrico produzido por uma distribuição contínua de carga em todo o volume.

Why it matters: É fundamental para a Lei de Gauss na forma diferencial, que relaciona o campo elétrico à distribuição de carga no espaço.

Avoid these traps

Common Mistakes

• Confundir densidade volumétrica de carga com densidade superficial de carga (carga por área) ou densidade linear de carga (carga por comprimento).
• Falhar em converter unidades de volume para o padrão SI (m³) quando dadas em cm³ ou litros.

One free problem

Practice Problem

Uma esfera uniforme de raio 0.1 m contém uma carga total de 5.0 C distribuída por todo o seu volume. Qual é a densidade volumétrica de carga?

Hint: Calcule o volume da esfera usando V = (4/3) * pi * $r^3$, em seguida, divida a carga total por este volume.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

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Related Formulas

References

Sources

1. Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of Physics (10th ed.). Wiley.
2. Griffiths, D. J. (2017). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Cambridge University Press.
3. NIST CODATA Value
4. IUPAC Gold Book
5. Wikipedia article title: Volume charge density
6. Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics. 4th ed., Pearson, 2013.
7. Jackson, John David. Classical Electrodynamics. 3rd ed., Wiley, 1999.