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MI COLECCIÓN DE PROBLEMAS RESUELTOS : ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO (VOLVER A LOS ENUNCIADOS)
Comprobar el teorema de Green por medio del flujo del vector E a través de una superficie esférica de radio R y centro en el origen de coordenadas. El campo E viene dado en coordenadas esféricas por:

RESPUESTA.3

El problema puede resolverse expresando el campo en coordenadas cartesianas y desarrollando las integrales según los métodos del análisis numérico. No obstante, también se puede resolver sin necesidad de expresar E en función de x, y, z. Para ello tenemos:


donde los otros términos se anulan por ser el producto escalar de con y nulo. Nos queda entonces encontrar la expresión de dS en coordenadas esféricas. Considerando la representación paramétrica de una esfera tenemos:


Podemos considerar los vectores :


entonces, el vector dS viene dado por:



y la integral queda en la forma:


El problema puede también resolverse convirtiendo la anterior integral de superficie en una integral triple, para lo cual debemos obtener la divergencia de E expresada en coordenadas esféricas. En general,se tiene:


Por lo tanto, en nuestro caso, podemos poner:


y la integral triple quedará:


O reagrupando términos :


y este valor coincide con el obtenido anteriormente.


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