میدان الکتریکی قرص باردار؛ فیزیک عمومی 2

سلام و عرض ادب خدمت دوستان عزیزم؛ امیدوارم حالتون مثل همیشه عالی باشه. این جلسه قصد داریم به یک موضوع کاربردی دیگر در فیزیک بپردازیم: مفهوم میدان الکتریکی قرص باردار. با ما همراه باشید. ابتدا یک مقدمه کوتاه در این باره داشته باشیم تا بعد بریم سراغ مطالب جزوه.

مقدمه:

در دنیای الکترواستاتیک، بررسی میدان‌های الکتریکی ناشی از توزیع‌های مختلف بار، به‌ویژه در هندسه‌های غیرمعمول، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از این توزیع‌ها، دیسک باردار با چگالی سطحی یکنواخت است که در بسیاری از مسائل فیزیکی و مهندسی کاربرد دارد. در این مقاله، به تحلیل میدان الکتریکی ایجادشده در امتداد محور عمودی دیسک باردار خواهیم پرداخت. این تحلیل با استفاده از اصول انتگرال‌گیری و قوانین الکترواستاتیک، به‌ویژه قانون گاوس، صورت می‌گیرد. در ادامه، به بررسی ویژگی‌های این میدان، از جمله شدت و جهت آن در نقاط مختلف محور دیسک، خواهیم پرداخت و کاربردهای آن را در زمینه‌های مختلف فیزیک و مهندسی بررسی خواهیم کرد.

توی جزوه سعی کردم این مفهوم را با چند مثال براتون کامل توضیح بدم. امیدوارم برایتان مفید واقع شود.

مثال: شکل زیر قسمت (الف) یک قرص دایره ای شکل را نشان می دهد که بار روی آن به طور یکنواخت توزیع شده است. محور zاز مرکز قرص می گذرد و بر سطح آن عمود است و مبدا روی قرص قرار دارد. نمودار شکل زیر قسمت (ب) اندازه میدان الکتریکی در امتداد محور را بر حسب بیشینه مقدار E_m در سطح قرص نشان می دهد. شعاع قرص چقدر است؟ ( Z_s = 8cm)

حل این مثال رو هم با هم ببینیم:

یک مثال دیگر هم براتون میذارم که برای دیدن جواب اون حتما به محتوای آموزشی در ویدئوهای وبسایت ما از این لینک مراجعه کنید. اگر هم به کانال یوتیوب ما دسترسی دارید که از این آدرس میتوانید به این محتوا دسترسی داشته باشید.

حتما همراه با دیدن ویدئوها به این لینک برای تهیه جزوه هم مراجعه کنید.

مثال: فرض کنید دستگاهی را طوری طرح می کنید که در آن قرصی به شعاع R که به طور یکنواخت باردار شده در اطراف خود میدان الکتریکی ایجاد می کند. اندازه میدان در نقطه P روی محور مرکزی قرص و در فاصله 2R از قرص شکل زیر قسمت (الف) را در نظر بگیرید. فرض کنید بخواهید به جای قرص از یک حلقه به شعاع خارجی R و شعاع داخلی  R /2 استفاده کنید. در شکل زیر قسمت (ب). فرض کنید چگالی بار روی حلقه با چگالی بار روی قرص یکسان است، میدان حلقه در P نسبت به میدان قرص در P چند درصد کمتر باشد؟

خب این هم یک جلسه دیگر کاربردی از فیزیک 2 که مطمانم براتون مفید خواهد بود. باز هم ممنونم توی این جلسه هم ما را همراهی کردید.

تا آموزش بعدی 

موفق باشید🍀