Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Примеры решения задач. Пример 1.Тонкий диск радиуса а равномерно заряжен м поверхностной плотностью зарядаs





Пример 1. Тонкий диск радиуса а равномерно заряжен м поверхностной плотностью зарядаs. Определить напряженность электрического поля на оси симметрии диска. Диэлектрическую проницаемость среды принять равной 1.

Как видно из рис. 1.4, напряженность электрического поля, создаваемого элементарным зарядом

,

где .

Учтем, что при наложении полей всех элементарных зарядов радиальные составляющие компенсируются. Поэтому результирующее поле в точке А будет направлено вдоль оси Oz, т.е. Ez = E. Тогда

,

и .

Из полученного выражения видно, что в центре диска (z = 0) . Если а ® ¥, то поле становится однородным и его напряженность совпадает с напряженностью поля заряженной бесконечной плоскости.

Рассмотренная задача может быть решена и с использованием принципа суперпозиции для потенциалов. Так, потенциал, создаваемый элементарным зарядом dq в точке наблюдения А .

Выполняя интегрирование по поверхности диска, получаем:

.

Учтем, что j зависит только от z, и что . Тогда получаем

.

 

Пример 2. Определить напряженность электрического поля на оси симметрии тонкого заряженного с поверхностной плотностью заряда s диска, если в его центре имеется круглое отверстие. Радиус диска а, радиус отверстия b < a.

Задача сводится к предыдущей. Отличие заключается лишь в том, что меняется нижний предел интегрирования:

.

Этот результат может быть получен иным способом, если использовать, как известное, значение напряженности электрического поля на оси сплошного тонкого диска. Поле диска с отверстием можно рассматривать как результат наложения полей двух дисков - одного (радиуса а) с поверхностной плотностью заряда s, и соосного с ним другого (радиуса b), заряженного с поверхностной плотностью заряда - s. Тогда

.

 

Пример 3. Определить потенциал электрического поля на окружности тонкого кольца радиуса а, равномерно заряженного с линейной плотностью заряда t. Диэлектрическая проницаемость среды равна 1.

Т.к. потенциал – величина скалярная и зависит только от расстояния между зарядом и точкой наблюдения, то для решения задачи удобно совместить начало координат О с точкой наблюдения (см. рис1.5). Для выбранной геометрии задачи

.

Из рис 1.5 видно, что полярный угол f принимает значения от 0 до p. Поэтому .

 

Пример 4. Сфера радиуса R заряжена с поверхностной плотностью заряда s=s0×;cos q,

где q - азимутальный угол. Определить напряженность электрического поля на расстоянии r >> R вдоль оси дипольного момента сферы, а также в плоскости, перпендикулярной оси диполя и пересекающей его центр.

Т.к. составляющие элементарного дипольного момента

,

перпендикулярные оси Oz, при наложении компенсируются, то полный дипольный момент сферы p = pz. Из рис.1.6

видно, что

.

Тогда полный дипольный момент сферы

.

На большом расстоянии от системы зарядов

.

Следовательно, в направлении оси Oz

.

В плоскости z = 0 дипольный момент сферы перпендикулярен радиус-вектору . Поэтому

, и напряженность электрического поля, по-прежнему направленная вдоль оси Oz, определяется выражением .







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 10718. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Прием и регистрация больных Пути госпитализации больных в стационар могут быть различны. В цен­тральное приемное отделение больные могут быть доставлены: 1) машиной скорой медицинской помощи в случае возникновения остро­го или обострения хронического заболевания...

ПУНКЦИЯ И КАТЕТЕРИЗАЦИЯ ПОДКЛЮЧИЧНОЙ ВЕНЫ   Пункцию и катетеризацию подключичной вены обычно производит хирург или анестезиолог, иногда — специально обученный терапевт...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

ТЕРМОДИНАМИКА БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. 1. Особенности термодинамического метода изучения биологических систем. Основные понятия термодинамики. Термодинамикой называется раздел физики...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия