| التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا | |
|
|
كاتب الموضوع | رسالة |
---|
القيصر عضو بدرجة مهندس إستشارى
عدد المساهمات : 899 تاريخ التسجيل : 06/10/2007 العمر : 34 الموقع : allah`s wide earth رقم العضوية : 124 Upload Photos :
| موضوع: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا الأربعاء 19 ديسمبر - 16:36 | |
| التدفق الكهربى4.1 The Electric Flux due to an Electric FieldWe have already shown how electric field can be described by lines of force. A line of force is an imaginary line drawn in such a way that its direction at any point is the same as the direction of the field at that point. Field lines never intersect, since only one line can pass through a single point.The Electric flux (F) is a measure of the number of electric field lines penetrating some surface of area A.Case one:The electric flux for a plan surface perpendicular to a uniform electric field To calculate the electric flux we recall that the number of lines per unit area is proportional to the magnitude of the electric field. Therefore, the number of lines penetrating the surface of area A is proportional to the product EA. The product of the electric filed E and the surface area A perpendicular to the field is called the electric flux F.The electric flux F has a unit of N.m2/C.Case TwoThe electric flux for a plan surface make an angle q to a uniform electric field Note that the number of lines that cross-area is equal to the number that cross the projected area A`, which is perpendicular to the field. From the figure we see that the two area are related by A`=Acosq. The flux is given by: = E A cosq Where q is the angle between the electric field E and the normal to the surface .إذاً يكون الفيض ذا قيمة عظمى عندما يكون السطح عمودياً على المجال أي q = 0 ويكون ذا قيمة صغرى عندما يكون السطح موازياً للمجال أي عندما q = 90. لاحظ هنا أن المتجه هو متجه المساحة وهو عمودي دائما على المساحة وطوله يعبر عن مقدار المساحة.Case ThreeIn general the electric field is nonuniform over the surfaceThe flux is calculated by integrating the normal component of the field over the surface in question. The net flux through the surface is proportional to the net number of lines penetrating the surfaceوالمقصود بـ net number of linesأي عدد الخطوط الخارجة من السطح (إذا كانت الشحنة موجبة) - عدد الخطوط الداخلة إلى السطح (إذا كانت الشحنة سالبة). Example 4.1What is electric flux F for closed cylinder of radius R immersed in a uniform electric field as shown in figure?Solutionنطبق قانون جاوس على الأسطح الثلاثة الموضحة في الشكل أعلاهSince E is constant thenF = - EA + 0 + EA = zeroExerciseCalculate the total flux for a cube immersed in uniform electric field .4.2 The Electric Flux due to a point chargeTo calculate the electric flux due to a point charge we consider an imaginary closed spherical surface with the point charge in the center figure 4.5, this surface is called gaussian surface. Then the flux is given by (q = 0) </SPAN> (4.3)Note that the net flux through a spherical gaussian surface is proportional to the charge q inside the surface.4.3 Gaussian surfaceConsider several closed surfaces as shown in figure 4.6 surrounding a charge Q as in the figure below. The flux that passes through surfaces S1, S2 and S3 all has a value q/ eo. Therefore we conclude that the net flux through any closed surface is independent of the shape of the surface.Consider a point charge located outside a closed surface as shown in figure 4.7. We can see that the number of electric field lines entering the surface equal the number leaving the surface. Therefore the net electric flux in this case is zero, because the surface surrounds no electric charge. Example 4.2In figure 4.8 two equal and opposite charges of 2Q and -2Q what is the flux F for the surfaces S1, S2, S3 and S4. SolutionFor S1 the flux F = zeroFor S2 the flux F = zeroFor S3 the flux F = +2Q/ eoFor S4 the flux F = -2Q/ eo4.4 Gauss’s LawGauss law is a very powerful theorem, which relates any charge distribution to the resulting electric field at any point in the vicinity of the charge. As we saw the electric field lines means that each charge q must have q/eo flux lines coming from it. This is the basis for an important equation referred to as Gauss’s law. Note the following facts:1.If there are charges q1, q2, q3, ......qn inside a closed (gaussian) surface, the total number of flux lines coming from these charges will be(q1 + q2 + q3 + ....... +qn)/eo (4.4)2.The number of flux lines coming out of a closed surface is the integral of over the surface, We can equate both equations to get Gauss law which state that the net electric flux through a closed gaussian surface is equal to the net charge inside the surface divided by eo Gauss’s law (4.5)where qin is the total charge inside the gaussian surface.Gauss’s law states that the net electric flux through any closed gaussian surface is equal to the net electric charge inside the surface divided by the permittivity.4.5 Gauss’s law and Coulomb’s lawWe can deduce Coulomb’s law from Gauss’s law by assuming a point charge q, to find the electric field at point or points a distance r from the charge we imagine a spherical gaussian surface of radius r and the charge q at its center as shown in figure 4.10. Because E is constant for all points on the sphere, it can be factored from the inside of the integral sign, then ÞÞ (4.6)Now put a second point charge qo at the point, which E is calculated. The magnitude of the electric force that acts on it F = Eqo
عدل سابقا من قبل في الخميس 20 ديسمبر - 1:18 عدل 5 مرات | |
|
| |
القيصر عضو بدرجة مهندس إستشارى
عدد المساهمات : 899 تاريخ التسجيل : 06/10/2007 العمر : 34 الموقع : allah`s wide earth رقم العضوية : 124 Upload Photos :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا الأربعاء 19 ديسمبر - 16:50 | |
| Electric Flux التدفق الكهربي
4.6 Conductors in electrostatic equilibriumA good electrical conductor, such as copper, contains charges (electrons) that are free to move within the material. When there is no net motion of charges within the conductor, the conductor is in electrostatic equilibrium.Conductor in electrostatic equilibrium has the following properties:1.Any excess charge on an isolated conductor must reside entirely on its surface. (Explain why?) The answer is when an excess charge is placed on a conductor, it will set-up electric field inside the conductor. These fields act on the charge carriers of the conductor (electrons) and cause them to move i.e. current flow inside the conductor. These currents redistribute the excess charge on the surface in such away that the internal electric fields reduced to become zero and the currents stop, and the electrostatic conditions restore.2.The electric field is zero everywhere inside the conductor. (Explain why?) Same reason as aboveIn figure 4.11 it shows a conducting slab in an external electric field E. The charges induced on the surface of the slab produce an electric field, which opposes the external field, giving a resultant field of zero in the conductor.Steps which should be followed in solving problems1.The gaussian surface should be chosen to have the same symmetry as the charge distribution.2.The dimensions of the surface must be such that the surface includes the point where the electric field is to be calculated.3.From the symmetry of the charge distribution, determine the direction of the electric field and the surface area vector dA, over the region of the gaussian surface.4.Write E.dA as E dA cosq and divide the surface into separate regions if necessary.5.The total charge enclosed by the gaussian surface is dq = òdq, which is represented in terms of the charge density ( dq = ldx for line of charge, dq = sdA for a surface of charge, dq = rdv for a volume of charge).4.7 Applications of Gauss’s lawكما ذكرنا سابقا فإن قانون جاوس يطبق على توزيع متصل من الشحنة، وهذا التوزيع إما أن يكون توزيعاً طولياً أو توزيعاً سطحياً أو توزيعاً حجمياً. يوجد على كل حالة مثال محلول في الكتاب سنكتفي هنا بذكر بعض النقاط الهامة.على سبيل المثال إذا أردنا حساب المجال الكهربي عند نقطة تبعد مسافة عن سلك مشحون كما في الشكل 4.12، هنا في هذه الحالة الشحنة موزعة بطريقة متصلة، وغالبا نفترض أن توزيع الشحنة منتظم ويعطى بكثافة التوزيع l(C/m)، ولحل مثل هذه المشكلة نقسم السلك إلى عناصر صغيرة طول كلا منها dx ونحسب المجال dE الناشئ عند نقطة (p)Figure 4.12ومن التماثل نجد أن المركبات الأفقية تتلاشى والمحصلة تكون في اتجاه المركبة الرأسية التي في اتجاه ydEy = dE cosq Ey = = </SPAN>E = 2 </SPAN>من الشكل الهندسي يمكن التعويض عن المتغير x والمتغير dx كما يلي:x = y tanqÞ dx = y sec2q dqE = E = لاشك أنك لاحظت صعوبة الحل باستخدام قانون كولوم في حالة التوزيع المتصل للشحنة، لذلك سندرس قانون جاوس الذي يسهل الحل كثيراً في مثل هذه الحالات والتي بها درجة عالية من التماثل.12 3 Charge distributionLinearSurfaceVolumeCharge densitylsrUnitC/mC/m2C/m3Gauss’s law can be used to calculate the electric field if the symmetry of the charge distribution is high. Here we concentrate in three different ways of charge distributionA linear charge distributionIn figure 4.13 calculate the electric field at a distance r from a uniform positive line charge of infinite length whose charge per unit length is l=constant.Figure 4.13The electric field E is perpendicular to the line of charge and directed outward. Therefore for symmetry we select a cylindrical gaussian surface of radius r and length L.The electric field is constant in magnitude and perpendicular to the surface.The flux through the end of the gaussian cylinder is zero since E is parallel to the surface.The total charge inside the gaussian surface is lL.Applying Gauss law we get (4.7)نلاحظ هنا أنه باستخدام قانون جاوس سنحصل على نفس النتيجة التي توصلنا لها بتطبيق قانون كولوم وبطريقة أسهل.A surface charge distributionIn figure 4.4 calculate the electric field due to non-conducting, infinite plane with uniform charge per unit area s. Figure 4.14
The electric field E is constant in magnitude and perpendicular to the plane charge and directed outward for both surfaces of the plane. Therefore for symmetry we select a cylindrical gaussian surface with its axis is perpendicular to the plane, each end of the gaussian surface has area A and are equidistance from the plane.
| |
|
| |
القيصر عضو بدرجة مهندس إستشارى
عدد المساهمات : 899 تاريخ التسجيل : 06/10/2007 العمر : 34 الموقع : allah`s wide earth رقم العضوية : 124 Upload Photos :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا الأربعاء 19 ديسمبر - 16:53 | |
| | |
|
| |
الحبار مدير عام المنتدى
عدد المساهمات : 12635 تاريخ التسجيل : 02/05/2007 العمر : 38 الموقع : فى غيابات الهندسة المدنية رقم العضوية : 3 Upload Photos : أهم مواضيعى :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا الأربعاء 19 ديسمبر - 20:37 | |
| هاااايل يا سيادة المشرف شكرا على المجهود. | |
|
| |
john_nassiem مهندس جديد
عدد المساهمات : 30 تاريخ التسجيل : 05/11/2007 رقم العضوية : 206 Upload Photos :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا الجمعة 21 ديسمبر - 0:28 | |
| | |
|
| |
القيصر عضو بدرجة مهندس إستشارى
عدد المساهمات : 899 تاريخ التسجيل : 06/10/2007 العمر : 34 الموقع : allah`s wide earth رقم العضوية : 124 Upload Photos :
| |
| |
MADA مهندس بيشارك كويس
عدد المساهمات : 138 تاريخ التسجيل : 19/10/2007 العمر : 34 الموقع : في قلب الي بيحبني رقم العضوية : 141 Upload Photos :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا السبت 22 ديسمبر - 11:00 | |
| مممكن سؤال ..............احنا حنكتب اني موضوع فيهم الي الاثنين أحلي من بعض.....الفرق ان دا طويل شويه وهو المطلوب والتاني قصير | |
|
| |
القيصر عضو بدرجة مهندس إستشارى
عدد المساهمات : 899 تاريخ التسجيل : 06/10/2007 العمر : 34 الموقع : allah`s wide earth رقم العضوية : 124 Upload Photos :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا السبت 22 ديسمبر - 14:34 | |
| اكتب اللى يعجبك اهم حاجه انك تعمل عشان اخده منك | |
|
| |
MADA مهندس بيشارك كويس
عدد المساهمات : 138 تاريخ التسجيل : 19/10/2007 العمر : 34 الموقع : في قلب الي بيحبني رقم العضوية : 141 Upload Photos :
| موضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا الثلاثاء 25 ديسمبر - 17:15 | |
| | |
|
| |
| التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا | |
|