📜  均匀带电无限平面片和薄球壳产生的电场

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:12.601000             🧑  作者: Mango

均匀带电无限平面片和薄球壳产生的电场

静电荷的研究是静电学的主题。通过形成电场,电荷会影响周围环境的特性。电场是充电系统的特性。卡尔·弗里德里希·高斯 (Karl Friedrich Gauss, 1777-1855) 是有史以来最伟大的数学家之一,他提出了高斯定律,它表达了电荷和电场之间的联系。其中,它代表了电场和电荷之间的联系,高斯定律等价于库仑定律。高斯定律为确定电强度表达式提供了一种可比较的方法。

什么是高斯定律?

高斯定律,通常称为高斯通量定理或高斯定理,是描述电荷分布与由此产生的电场之间关系的定律。

根据高斯定律,通过任何封闭表面的总电通量与所包含的电荷成正比。表面的电场是使用库仑方程确定的,但高斯定律对于计算封闭表面上的电场分布是必要的。它描述了封闭表面内包含的电荷或封闭封闭表面内存在的电荷。

均匀带电无限平面片产生的电场

均匀带电无限平面片产生的电场

考虑半径“R”和表面电荷密度的薄球壳。贝壳表现出球对称性,通过观察可以看出。球壳产生的电场可以通过两种方式测量:

  • 球壳外的电场
  • 球壳内的电场

示例问题

问题 1:将一个半径为 1 cm 的细长圆柱体置于水中,其电荷量为 5 μC/m。如果圆柱体浸入水中,求距圆柱体轴线 10 cm 处的电场强度。 (k= 81)

解决方案:

问题 2:半径为 2 cm 的长圆柱体在介电常数为 10 的介质中携带 5 µC/m 的电荷。求距离圆柱体轴 1 m 处的电场强度。

解决方案:

问题3:表面电荷密度为5×10 -6 C/m 2的大平面电荷片位于空气中。求薄片附近的电场强度。

解决方案:

问题 4:长度为 10 厘米的均匀带电圆柱体的电荷为 1 微库仑。如果是在介电常数为 5 的介质中,求圆柱外一点的强度。该点到圆柱体轴线的距离等于它的长度。

解决方案:

问题 5:求一个大平面电荷的表面电荷,其电场强度接近 2.8 × 10 5 N/C,保持在空气中。 (k空气= 1)

解决方案: