Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Апрель 2020   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1065
∙ повысить рейтинг » 		Михаил Александров
Статус: Академик
Рейтинг: 682
∙ повысить рейтинг » 		CradleA
Статус: Профессор
Рейтинг: 557
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2354
Дата выхода:18.04.2020, 21:45
Администратор рассылки:Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:158 / 75
Вопросов / ответов:1 / 1

Консультация # 198186: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Две бесконечные заряженные плоскости с поверхностными плотностями зарядов σ1 = 1 мКл/м2 и σ2 = -2 мКл/м2 расположены параллельно друг другу. Определить напряжённость и потенциал электростатического поля и построить графики зависимости E(х) и φ(х). Сделат...

Консультация # 198186:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Две бесконечные заряженные плоскости с поверхностными плотностями зарядов σ1 = 1 мКл/м2 и σ2 = -2 мКл/м2 расположены параллельно друг другу. Определить напряжённость и потенциал электростатического поля и построить графики зависимости E(х) и φ(х).
Сделать рисунки и построить графики.

Дата отправки: 08.04.2020, 21:25
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, dar777!
Дано : поверхностные плотности зарядов σ1 = 1 мКл / м2 , σ2 = -2 мКл / м2 , расстояние м-ду плоскостями d .
Вычислить напряжённость E(х) и потенциал φ(х) электростатич поля, построить графики.

Решение : Электрическое поле бесконечной плоскости является однородным и симметричным относительно плоскости.
Его напряжённость E = σ / (2·ε0·ε) (см "Электрическое поле плоскости. Жидкевич ВИ, Фізіка: праблемы выкладання" Ссылка1 )
Здесь σ - поверхностная плотность зарядов , ε0=8.854·10-12 Ф/м - электрическая постоянная,
ε - диэлектрическая проницаемость среды. Среда не задана в Условии задачи, полагаем, ε = 1 как для вакуума или воздуха.

Согласно принципу суперпозиции, поле в любой рассматриваемой т очке создаётся каждым из зарядов в отдельности.
Напряжённость от левой плоскости E1 = σ1 / (2·ε0) = 1·10-6 / 8.854·10-12 = 56·103 В/м = 56 кВ/м
Модуль напряжённости от правой плоскости E2 = |σ2| / (2·ε0) = 2·10-6 / 8.854·10-12 = 113·103 В/м = 113 кВ/м .
При этом вектор напряжённости поля левой, положительно заряженной плоскости, направлен от неё;
вектор напряжённости поля правой, отрицательно заряженной плоскости, направлен к ней.

Учитывая направление полей и выбирая направление направо за положительное, находим:
Ea = E2 - E1 = 56 кВ/м, Eb = E1 + E2 = 169 кВ/м, EC = E1 - E2 = -56 кВ/м,

Связь м-ду напряжённостью и разностью потенциалов м-ду 2мя точками однородного эл-статического поля выражается формулой :
E = (φ1 - φ2) / x
Цитирую пояснение из учебно-методической статьи "Работа сил ЭлектроСтатического поля. Потенциал" Ссылка2
"Физический смысл имеет т-ко разность потенциалов 2х точек, поэтому потенциал, как и потенциальная энергия, определён с точностью до произвольной постоянной, связанной с выбором начала его отсчета.
Нормировка потенциала - придание однозначности потенциалу путем приписывания ему определенного значени в к-либо точке. Обычно используют один из 2х наиболее удобных способов нормировки:
1) если заряды занимают ограниченную область пространства, то принимают равным нулю значение потенциала в бесконечно удаленной точке;
2) если проводящее тело каким-то образом соединено с Землей (заземление), то его потенциал равен потенциалу Земли (потенциал Земли можно положить =0).
В модельных з адачах, где заряды занимают бесконечные области (бесконечная заряженная плоскость, нить, цилиндр…), выбор нулевой точки потенциала произволен и определяется соображениями симметрии и удобством записи результата".

Наш случай - последний из перечисленных. В модельно-абстрактной задаче с бесконечными заряженными плоскостями при бесконечном удалении от этих плоскостей потенциал НЕ обнуляется (как в реальных задачах с предметами конечного размера), а стремится к + или -бесконечности. Нам нужен искусственный "нуль".

В условии задачи не указана плоскость, потенциал которой надо принять за точку отсчёта.
Примем потенциал левой плоскости φ0 = 0.
Тогда функция искомого потенциала φ(x) = -Ea·х для зоны A , φ(x) = -Eb·х для зоны B .
Потенциал правой плоскости будет φ(d) = -Eb·d
Графиком потенциала будут отрезки прямой с угловым коэффициентом пропорциональным -Ea , -Eb и -Ec соответственно.

Ответ : напряжён ность поля в зоне A равна 56 кВ/м, в зоне B = 169 кВ/м, в зоне C = -56 кВ/м.
Потенциал левой плоскости если принять φ0 = 0 Вольт, то потенциал правой плоскости φ2 = -Eb·d .

ДопМатериалы : "2 параллельные бесконечные плоскости заряжены разноименно" rfpro.ru/question/179438 ,
Вычисление электрических полей с помощью теоремы Остроградского - Гаусса Ссылка4
Электростатика.УралТУ Ссылка5

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 16.04.2020, 17:23

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 18.04.2020, 13:54
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное