دل نوشته ها ی نقش و آموزش ریاضی  

نمودارهای میدان الکترواستاتیک

جهت میدان الکتریکی در یک نقطه، جهت یک بار مثبت کوچک متحرک آزاد است که در آن نقطه قرار گیرد.

الگوهای میدان الکتریکی بار نقطه ای :

به شباهت الگوها با یک قطب مغناطیسی توجه کنید.

اشکال هادی جامد متداول و الگوهای میدانی آنها :

مشاهده کنید که چگونه خطوط میدان به طور یکنواخت روی هر سطح توزیع نشده اند. چگالی بار σ (سیگما) مقدار بار در واحد سطح است. همانطور که انتظار می رود، شدت میدان E در یک نقطه با σ (قضیه گاوس) نسبت مستقیم دارد .

توجه داشته باشید که E و σ در جایی که سطوح بسیار منحنی هستند، بالاتر هستند.

میدان الکتریکی یکنواخت :

دو صفحه فلزی با بار مخالف و موازی ( X & Y ) یک میدان الکتریکی یکنواخت E بین آنها ایجاد می کنند. توجه داشته باشید، در لبه ها، خطوط میدان به طور مساوی فاصله ندارند. بنابراین میدان آنجا یکنواخت نیست.

اختلاف پتانسیل بین صفحات در طول آنها ثابت است. گرادیان پتانسیل ( افت pd با فاصله) شدت میدان الکتریکی E است.
از آنجایی که pd V و جداسازی صفحه d ثابت هستند، E نیز ثابت است.

خطوط با پتانسیل یکسان را هم پتانسیل می گویند . اینها در زاویه قائمه با خطوط میدان الکتریکی قرار می گیرند. در نتیجه یکنواخت بودن میدان، خطوط هم پتانسیل با هم فاصله دارند.

بازگشت به بالا

میدان ها در داخل و اطراف اجسام توخالی

ساده ترین حالت یک کره است.

خارج از کره : E و V مانند بار نقطه ای در مرکز کره هستند.

در داخل کره : E در مواد پوسته و در فضای بسته صفر است، در حالی که V در سرتاسر (V C ) ثابت است.

انحراف پرتوهای یونی

از تعریف ما از شدت میدان ( E=F/Q )، نیروی F را موضوع معادله برای بار کوچک q مربوط به یک ذره می‌دانیم:

این نیرو در زوایای قائم به سرعت اولیه v ثابت است. جابجایی عمودی S y ذره را می توان از یکی از "معادلات حرکت" مورد استفاده در مکانیک یافت:

جایی که،

u سرعت اصلی است، در این مورد u = 0
t دوره شتاب
است a شتاب است.

جایگزینی برای شما ،

از قانون دوم حرکت نیوتن،

حذف F با استفاده از عبارت اصلی ما برای قدرت میدان

تنظیم مجدد برای تبدیل شتاب به موضوع،

بازگشت به عبارت برای جابجایی عمودی و جایگزینی برای

عبارت جابجایی افقی S X را می توان دوباره مرتب کرد تا عبارتی برای t به دست آورد.

با جایگزینی t در معادله S y ، عبارت نهایی خود را به دست می آوریم:

معادله به شکل y = kx^ 2 است که k یک ثابت است. بنابراین منحنی تابع یک سهمی است.

ژنراتور وندی گراف

ژنراتور وندی گراف ماشینی برای تولید اختلاف پتانسیل بسیار بالا (> 107 ولت) است.

در پایین (A)، مولکول های هوای یونیزه شده مثبت در نقاط یک "شانه" فلزی ایجاد می شوند. مولکول ها دفع می شوند و روی تسمه لاستیکی اسپری می شوند.

تسمه به نوبه خود بارها را به یک شانه دیگر (B) می برد. در اینجا بارها بارهای منفی را القا می کنند که در داخل کره پخش می شوند. بار مثبت در خارج از کره القا می شود.

در همان زمان، بارهای منفی از داخل کره به کمربند می‌پاشند تا بارهای مثبت خنثی شوند. با چرخش تسمه بار مثبت بیشتری به کره بالا می رود و چرخه تکرار می شود.

بازگشت به بالا

الکتروسکوپ ورق طلا

الکتروسکوپ برگ طلا یک دستگاه ساده اما در زمینه های زیر موثر است:

اندازه گیری پتانسیل الکتریکی

تشخیص وجود بار نزدیک به آن

تعیین مثبت یا منفی بودن یک بار

دو برگ طلا آزادانه آویزان می شوند و هنگام شارژ شدن از هم جدا می شوند. درجه واگرایی معیاری برای بار ارسالی است.

متأسفانه فضا در حال حاضر از توضیح دقیق تر این دستگاه شگفت انگیز جلوگیری می کند.

 منبع

https://www.a-levelphysicstutor.com/field-elect-2.php