02.06.2020, 17:01 [+3 UTC]
в нашей команде: 4 584 чел. | участники онлайн: 5 (рекорд: 21)

:: РЕГИСТРАЦИЯ

задать вопрос

все разделы

правила

новости

участники

доска почёта

форум

блоги

поиск

статистика

наш журнал

наши встречи

наша галерея

отзывы о нас

поддержка

руководство

Версия системы:
7.89 (25.04.2020)
JS-v.1.45 | CSS-v.3.39

Общие новости:
13.04.2020, 00:02

Форум:
31.05.2020, 09:51

Последний вопрос:
02.06.2020, 16:45
Всего: 152551

Последний ответ:
02.06.2020, 16:42
Всего: 260240

Последняя рассылка:
02.06.2020, 16:45

Писем в очереди:
0

Мы в соцсетях:

Наша кнопка:

RFpro.ru - здесь вам помогут!

Отзывы о нас:
28.09.2012, 03:34 »
Вера Михайловна
спасибо [вопрос № 186615, ответ № 271519]
01.05.2020, 07:36 »
master87
Спасибо большое!!! Не внимательно сделал первичную запись. [вопрос № 198379, ответ № 279794]
07.05.2019, 19:23 »
svrvsvrv
Спасибо за полезную информацию! [вопрос № 195546, ответ № 278081]

РАЗДЕЛ • Физика

Консультации и решение задач по физике.

[администратор рассылки: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)]

Лучшие эксперты в этом разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 1719
Коцюрбенко Алексей Владимирович
Статус: Старший модератор
Рейтинг: 1675
Roman Chaplinsky / Химик CH
Статус: Модератор
Рейтинг: 347

Перейти к консультации №:
 

Консультация онлайн # 198186
Раздел: • Физика
Автор вопроса: dar777 (1-й класс)
Отправлена: 08.04.2020, 21:25
Поступило ответов: 1

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.

Состояние: Консультация закрыта

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 точке 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 задачах, 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 : напряжённость 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:

+1

[подробно]

Сообщение
модераторам

Отправлять сообщения
модераторам могут
только участники портала.
ВОЙТИ НА ПОРТАЛ »
регистрация »

Мини-форум консультации № 198186

dar777
1-й класс

ID: 401938

# 1

= общий = | 08.04.2020, 21:32 | цитировать цитировать  | профиль профиль  |  отправить письмо в личную почту пейджер

Рисунок к этой задаче

=====
Лучшая увеличительная линза - ноги.

-----
 Прикрепленный файл (кликните по картинке для увеличения):

Алексеев Владимир Николаевич
Мастер-Эксперт

ID: 259041

# 2

 +1 
 
= общий = | 17.04.2020, 05:18 | цитировать цитировать  | профиль профиль  |  отправить письмо в личную почту пейджер
dar777:

Я исправил описки в Ответе.

dar777
1-й класс

ID: 401938

# 3

 +1 
 
= общий = | 18.04.2020, 13:56 | цитировать цитировать  | профиль профиль  |  отправить письмо в личную почту пейджер

Спасибо огромное, Владимир Николаевич)))

=====
Лучшая увеличительная линза - ноги.

Алексеев Владимир Николаевич
Мастер-Эксперт

ID: 259041

# 4

= общий = | 18.04.2020, 14:33 | цитировать цитировать  | профиль профиль  |  отправить письмо в личную почту пейджер
dar777:

Я 3 дня морочился с абстрактными потенциалами для несуществующих бесконечных плоскостей, пока не нашёл подсказку задать искусственный нулевой потенциал (точку отсчёта) на одной из пластин.
Где Вы находите такие головоломные задачи?!

 

Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.

Rambler's Top100

главная страница | поддержка | задать вопрос

Время генерирования страницы: 0.16317 сек.

© 2001-2020, Портал RFPRO.RU, Россия
Калашников О.А.  |  Гладенюк А.Г.
Версия системы: 7.89 от 25.04.2020
Версия JS: 1.45 | Версия CSS: 3.39