¿Por qué el potencial eléctrico en cada punto dentro de una esfera hueca cargada es igual e igual al potencial eléctrico en su superficie?

Para que el potencial eléctrico sea diferente entre dos puntos, deberá trabajar para mover una carga entre los dos puntos. Solo puede estar trabajando si hay una fuerza eléctrica en la carga y tiene que mover la carga paralela a la dirección del campo. No hay campo en esta región, por lo que no puede haber fuerza y, por lo tanto, no se realiza ningún trabajo. Esto significa que los potenciales deben ser los mismos.

Necesito explicar por qué no puede haber campo. (Creo que la esfera debe ser conductora / cobrada de manera unívoca para que la pregunta sea válida).

Una línea de campo deja una carga positiva y termina con una carga negativa. Si la esfera está cargada positivamente, una línea de campo de una carga positiva debe aterrizar en una carga negativa, pero si la línea de campo entra en el cilindro, debe pasar por la superficie nuevamente y, por lo tanto, viajar a otra carga positiva, no puede haz esto para que no haya campo. Se aplica un argumento similar para una esfera con carga negativa, las líneas de campo desde el exterior pueden venir y terminar con cargas negativas. Si una línea de campo atraviesa la esfera, debe estar emergiendo de un punto negativo en alguna superficie. Las líneas de campo no emergen de cargas negativas, por lo que no puede haber ningún campo dentro de la esfera.

En resumen, ningún campo insume la esfera. Esto significa que no se ejercerá ninguna fuerza en una prueba de prueba colocada allí, por lo que no se realiza ningún trabajo para mover la carga, esto significa el mismo potencial.

Es así porque, tenemos el teorema de Gauss que dice que el flujo que sale o entra de una superficie es igual a la carga neta encerrada por esa superficie. En el caso de la esfera sagrada, si toma cualquier superficie esférica dentro de la esfera sagrada, la carga encerrada por esa superficie es cero, ya que no hay carga presente dentro de la esfera sagrada. Eso significa que el flujo es cero, lo que significa que el campo eléctrico (el flujo es el campo eléctrico por área) es cero. Como el campo eléctrico es un derivado espacial del potencial, el potencial es constante.

E = – d (V) / dx

Dado que E = 0, el potencial V debe ser constante dentro de la esfera sagrada.

El campo eléctrico dentro de la esfera hueca en cualquier punto es constante e igual a 0. (Según la Ley de Gauss http://www.hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/gaulaw.html )

Ahora, el campo eléctrico (E) es dV / dr

Entonces, 0 = dV / dr (V es el potencial)
en la integración,
Nos da (delta) V = 0

Delta V es el cambio de potencial. Entonces, como cambio = 0, entonces V permanece constante en cualquier punto del conductor.

El potencial eléctrico es el mismo en cualquier punto porque el eléctrico dentro de la esfera hueca cargada es cero.

Campo eléctrico E = – gradiente (V) V = potencial eléctrico en cualquier punto.

Como E = 0 que significa

por lo tanto gradiente (V) = 0

En el caso de la esfera hueca, el campo eléctrico y el potencial son función de r (posición) solamente y, por lo tanto, el gradiente se convierte en derivado.

d (V) / dr = cero

Por lo tanto, V = constante.

La respuesta dada por Jerney Fink es correcta.

El campo eléctrico dentro de la esfera hueca es CERO .

Y sabemos que

E = – dv / dx

0 = – dv / dx

V = constante.