تبليغات
تبلیغات در دانشجو کلوب محک :: موسسه خيريه حمايت از کودکان مبتلا به سرطان ::
جستجوگر انجمن.براي جستجوي مطالب دانشجو کلوپ مي توانيد استفاده کنيد 
برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید
 
امتیاز موضوع:
  • 0 رأی - میانگین امتیازات: 0
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

ميدان الكتريكي

نویسنده پیام
  • خاطره بانو
    آفلاین
  • مدیر بازنشسته
    ****
  • ارسال‌ها: 10,850
  • تاریخ عضویت: تير ۱۳۹۰
  • اعتبار: 414
  • تحصیلات:لیسانس
  • علایق:پياده روي - موزيك
  • محل سکونت:تهران
  • سپاس ها 19538
    سپاس شده 15295 بار در 6555 ارسال
  • امتیاز کاربر: -152,327$
  • حالت من:حالت من
ارسال: #1
ميدان الكتريكي
براي تعريف ميدان الكتريكي در يك نقطه معين از فضا ، يك بار الكتريكي مثبت به اندازه واحد در آن نقطه قرار داده ، سپس مقدار نيروي الكتريكي وارد بر اين واحد بار را به عنوان شدت ميدان الكتريكي تعريف مي‌كنند. بار مثبت را نيز به عنوان بار آزمون تعريف مي‌كنند. به بيان دقيقتر مي‌توان ميدان الكتريكي را به صورت حد نسبت نيروي الكتريكي وارد بر يك بار آزمون بر اندازه بار آزمون ، زماني كه مقدار بار آزمون به سمت صفر ميل مي‌كند، تعريف كرد.



مقدمه
از قانون كولن مي‌دانيم كه دو بار الكتريكي بر يكديگر نيرو وارد مي‌كنند. اين نيرو را مي‌توان با استفاده از مفهوم جديدي به نام ميدان الكتريكي توضيح داد، يعني واسطه‌اي كه بارهاي الكتريكي بواسطه آن بر يكديگر نيرو وارد مي‌كنند. به بيان ديگر هر بار الكتريكي در فضاي اطراف خود يك ميدان الكتريكي ايجاد مي‌كند كه هرگاه بار الكتريكي ديگري در محدوده اين ميدان قرار گيرد، بر آن نيروي وارد مي‌شود.

معمولا خطوط ميدان الكتريكي در اطراف هر بار الكتريكي با استفاده از مفهوم خطوط نيرو نشان داده مي‌شود. به عنوان مثال اگر يك بار الكتريكي نقطه‌اي مثبت را در نقطه‌اي از فضا در نظر بگيريم، در اين صورت خطوطي از اين نقطه به طرف خارج رسم مي‌شوند. اين خطوط بيانگر جهت ميدان الكتريكي هستند. همچنين با استفاده از چگالي خطوط ميدان الكتريكي مي‌توان به شدت ميدان الكتريكي نيز پي برد.





علت بسيار كوچك بودن بار آزمون
فرض كنيد يك توزيع بار با چگالي حجمي يا سطحي معين در يك نقطه از فضا قرار دارد و ما مي‌خواهيم ميدان الكتريكي حاصل از اين توزيع بار را در يك نقطه معين پيدا كنيم. اگر چنانچه مقدار بار آزمون خيلي كوچك نباشد، به محض قرار دادن بار آزمون در نزديكي توزيع بار ، توزيع بار حالت اوليه خود را از دست داده و تحت تاثير بار مثبت آزمون قرار مي‌گيرد. لذا فرض بسيار كوچك بودن بار آزمون بدين خاطر است كه بتوانيم از اثرات بار آزمون بر توزيع بار صرفنظر كنيم. البته با تعريف ميدان بصورت حد نيرو بر بار زماني كه بار به صفر ميل مي‌كند، اين اشكال رفع مي‌شود.

مشخصات ميدان الكتريكي
ميدان الكتريكي كميتي برداري است، يعني در ميدان الكتريكي علاوه بر مقدار داراي جهت نيز مي‌باشد. برداري بودن اين كميت را مي‌توان از تعريف آن نيز فهميد. چون ميدان الكتريكي را به صورت نسبت نيرو بر بار تعريف كرديم و نيز چون نيرو بردار است، لذا ميدان الكتريكي نيز بردار خواهد بود. ميدان الكتريكي در داخل يك جسم رسانا همواره برابر صفر است.

چون اگر درون جسم رسانا ميدان الكتريكي وجود داشته باشد، در اين صورت بر همه بارهاي درون آن نيرو وارد مي‌شود. اين نيرو باعث به حركت در آمدن بارهاي آزاد مي‌شود. حركت بار را جريان مي‌گويند. بنابراين در اثر ايجاد جريان در داخل جسم رسانا بارها به سطح آن منتقل مي‌شوند، باز ميدان درون آن صفر مي‌شود. در بيشتر موارد ميدان الكتريكي از نظر اندازه و جهت از يك نقطه به نقطه ديگر تغيير مي‌كند. اما اگر چنانچه اندازه جهت ميدان در منطقه‌اي ثابت باشد، در اين صورت ميدان الكتريكي را يكنواخت يا ثابت مي‌گويند.





ميدان الكتريكي حاصل از يك بار نقطه‌اي
فرض كنيد كه يك بار الكتريكي به اندزه 'q در نقطه‌اي از فضا كه با بردار مكان 'r مشخص مي‌شود، قرار داشته باشد. حال مي‌خواهيم ميدان الكتريكي حاصل از اين بار را در نقطه ديگري كه با بردار مكان ® مشخص مي‌شود، تعيين كنيم. طبق تعريف يك بار نقطه‌اي مثبت آزمون در اين نقطه قرار مي‌دهيم. فرض كنيد كه اندازه بار آزمون (q) باشد. در اين صورت از طرف بار q بر اين بار آزمون نيرويي وارد مي‌شود كه از قانون كولن بصورت زير محاسبه مي‌شود.



F = 1/4πε0 X q'q/(r-r')2

محاسبه مي‌شود. چون نيروي F يك كميت برداري است، لذا علاوه بر اينكه مقدار آن از رابطه گفته شده حاصل مي‌شود، داراي يك جهت نيز هست كه جهت آن با رابطه|(r-r')/|(r-'r) نشان داده مي‌شود. در واقع اين كميت يك بردار يكه است. حال اگر نيروي F را بر (q) تقسيم كنيم، كميتي حاصل مي‌شود كه همان ميدان الكتريكي است. يعني اگر ميدان الكتريكي را با E نشان دهيم، در اين صورت ميدان الكتريكي حاصل از بار نقطه‌اي به فاصله 'r از مبدا از رابطه زير محاسبه مي شود.

|'F=1/4πε0xq'q(r-r')3/|r-r


ميدان الكتريكي حاصل از توزيعهاي مختلف بار
اگر چنانچه بجاي بار نقطه‌اي يك توزيع بار به صورت حجمي يا سطحي وجود داشته باشد و يا اينكه چندين بار نقطه‌اي وجود داشته باشد و بخواهيم ميدان حاصل از اينها را محاسبه كنيم، براي اين منظور در مورد چند بار نقطه‌اي ، ميدان حاصل از هر بار را تعيين نموده و همه را بصورت برداري جمع مي‌كنيم. اما در مورد توزيع بارها بايد از يك رابطه انتگرالي استفاده كنيم. بديهي است كه در مورد توزيع حجمي بار انتگرال حجمي بوده و در مورد توزيع سطحي بار ، انتگرال سطحي خواهد بود.

محاسبه نيروي الكتريكي با استفاده از ميدان الكتريكي
اگر بخواهيم مقدار نيروي الكتريكي را كه از طرف يك توزيع بار بر بار ديگري كه در يك نقطه معين قرار دارد محاسبه كنيم، كافي است كه ميدان الكتريكي حاصل از توزيع بار را در نقطه معين تعيين كرده ، مقدار نيروي وارده را از حاصلضرب ميدان الكتريكي در اندازه باري كه نيروي وارده بر آن را محاسبه مي‌كنيم، مشخص كنيم.

مطالب مشابه ...


زاده شده تیر مغرور است
نمی گوید دوستت دارم تا زمانی که مطمئن شود او نیز دوستش دارد

اما همینکه مطمئن شد، غرورش مالامال به عشقی دست نیافتنی تبدیل می شود

ميدان الكتريكي

۳-۹-۱۳۹۰ ۰۸:۰۵ عصر
جستجو یافتن همه ارسال های کاربر اهدا امتیازاهدای امتیاز به کاربر پاسخ پاسخ با نقل قول
 سپاس شده توسط ♔ αϻἰг κнаη ♔ ، navid ، senior engineer

برای بروز رسانی تاپیک کلیک کنید


مطالب مشابه ...
موضوع: نویسنده پاسخ: بازدید: آخرین ارسال
  الكترومغناطيس و ميدان مغناطيسي زمين خاطره بانو 0 196 ۳-۹-۱۳۹۰ ۰۸:۰۸ عصر
آخرین ارسال: خاطره بانو
  ركورد قويترين ميدان مغناطیسى شكسته شد! خاطره بانو 0 1,170 ۳-۶-۱۳۹۰ ۰۳:۱۷ عصر
آخرین ارسال: خاطره بانو

پرش به انجمن:

کاربرانِ درحال بازدید از این موضوع: 1 مهمان