فنی و مهندسی

بررسی میدان های الکتریکی در فیزیک ۲

تاریخ انتشار: 1 سال پیش
زمان مطالعه: 13 دقیقه
0 نفر دوست داشتن!
0 نفر نظر دادن
بررسی میدان های الکتریکی در فیزیک ۲

میدان الکتریکی

هرگاه بار الکتریکی یا توزیعی از بارها در فضا قرار بگیرند در اطرافشان میدان الکتریکی ایجاد می‌کنند.

میدان کمیتی برداری است که جهت آن راستای وارد شده بر یکبار مثبت فرضی است.

میدان الکتریکی از سمت بار مثبت به سمت بیرون (Source)و به سمت بار منفی (Sink)است.

این قانون یکی از بنیادی ترین قوانین درفیزیک 2 و فیزیک الکتریسیته است که آن را درلینومبررسی میکنیم و در حالت های گسسته و پیوسته به آن میپردازیم.

 

میدان الکتریکی اطراف یک بار

رابطه بین نیروی وارد بر یک ذره و میدان الکتریکی آن به صورت زیر است:

نیروی وارد بر یک ذره و میدان الکتریکی

میدان الکتریکی ناشی از یک یا چند بار الکتریکی (میدان الکترواستاتیکی) با رابطه‌ی برداری زیر داده می‌شود:

(این موضوع از قانونکولننتیجه میشود)

میدان الکتریکی بر اثر بار های الکتریکی

و فرم اسکالر آن به صورت زیر است:

میدان الکتریکی بر اثر بار های الکتریکی به صورت اسکالر

 :r  فاصله‌ی بار الکتریکی یا المان بار تا جایی است که می‌خواهیم میدان را در آن‌جا محاسبه کنیم.

نکته: میدان الکتریکی در داخل رساناصفراست.

میدان الکتریکی دو بار مثبت و منفی

 

میدان الکتریکی برای توزیع بار گسسته:

میدان ناشی از توزیع بار گسسته که شامل چندین بار الکتریکی منفرد در جای جای فضا هستند، حاصل جمع‌برداری تک تک بردارهای میدان در نقطه مورد نظر است.

میدان الکتریکی برای توزیع بار گسسته

 

میدان الکتریکی برای توزیع بار پیوسته:

اگر توزیع بار ما پیوسته یعنی شامل سه نوع توزیع خطی، سطحی و حجمی باشد، در ابتدا یک المان کوچکdq از منبع بار الکتریکی گرفته و میدان ناشی از آن یعنیdE را با جمع همه المان‌های کوچک میدان الکتریکی توسط انتگرال را محاسبه می‌نماییم.

میدان الکتریکی برای توزیع بار پیوسته

المان میدان الکتریکی برای توزیع بار پیوسته برای انتگرال گیری

آموزش المان گیری

المان بار الکتریکیdq در رابطه بالا به منظور به‌دست‌آوردن میدان الکتریکی در یک نقطه برای توزیع خطی(مانند میله باردار، یک قوس یا حلقه بار الکتریکی)، توزیع سطحی (صفحه یا دیسک باردار و پوسته‌های کروی و استوانه‌ای) و توزیع حجمی (مکعب، استوانه و کره توپر و غیره) به ترتیب، به صورت ذیل درمی‌آید:

المان های بار الکتریکی در انتگرال گیری

که در آن‌هاλوσ وρ  به ترتیب چگالی بارهای خطی، سطحی و حجمی هستند.

اگر احساس میکنین که هنوز کامل متوجه نشدین پیشنهاد میکنیم که ازکپسول آموزشی فیزیک۲ ما استفاده کنین

 

0 نفر نظر دادن

نظرهای شما

نظر شما دربارۀ این مقاله چیه؟