تغییرات میدان الکتریکی و قانون آمپر

قانون آمپر به‌تنهایی یکی از قسمت‌های قوانین چهارگانه ماکسول است. قانون آمپر در ابتدا تنها رابطه تغییرات جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی را بیان می‌کرد ولی در سال ۱۸۶۱ این قانون توسط ماکسول اصلاح شد و عبارتی تحت عنوان جریان جابجایی به این قانون اضافه شد. قانون چهارم ماکسول بیان می‌کند که تغییرات میدان الکتریکی و همچنین تغییرات جریان الکتریکی باعث ایجاد میدان مغناطیسی می‌شوند. این قانون به می‌توان به فرم دیفرانسیلی و فرم انتگرالی به این صورت بیان کرد:

فرم دیفرانسیلی:

فرم انتگرالی:

در ادامه به حل یک مسئله در رابطه با ایجاد میدان مغناطیسی در اثر تغییرات میدان الکتریکی پرداخته می‌شود:

ادامه مطلب...

بررسی اثر دوپلر درمورد امواج صوتی و الکترومغناطیسی

کریستین دوپلر فیزیکدان و ریاضیدان اتریشی در سال ١٨۴٢ میلادی نشان داد که طول موجی که گیرنده از یک منبع تولید موج دریافت می کند، تابعی از سرعت فرستنده می باشد. برای مثال رنگی که ناظر از یک جسم نورانی می بیند، با تغییر سرعت جسم نورانی تغییر می کند. این پدیده اثر که اثر دوپلر نامیده می‌شود در مورد تمام امواج قابل رویت است.

ادامه مطلب...

شار الکتریکی خروجی از یک کره

مسئله

یک میله به طول بینهایت و چگالی خطی λ به فاصله d از مرکز یک کره با شعاع R قرار گرفته است.

الف) اندازه میدان الکتریکی حاصل از میله بار دار در مرکز کره چقدر است؟ 

ب) شار میدان الکتریکی گذرنده از این کره چقدر است؟ این مقدار به ازای d < R و R < d بدست آورید. 

ج) نمودار شار الکتریکی گذرنده از این کره را بر حسب d رسم کنید.

جواب در ادامه مطلب...

محاسبه میدان الکتریکی درون حفره

• مسئله

یک ستوانه پلاستیکی بسیار طویل توپر با چگالی بار ρ مفروض است. مطبق شکل یک استوانه کوچک از داخل آن جدا شده است. میدان الکتریکی داخل حفره را بیابید

جواب در ادامه مطلب...

محاسبه چگالی سطحی بار القا شده روی سطح رسانا

• مسئله

مطابق شکل یک بار الکتریکی ساکن به فاصله L ار یک صفحه رسانای بسیار بزرگ قرار گرفته است. صفحه ی رسانا خنثی است. چگالی سطحی بار القا شده روی سطح رسانا را برحسب r بیابید. این مقدار  به ازای r=0 چقدر است؟

جواب در ادامه مطلب...

محاسبه میدان الکتریکی اطراف یک میله باردار

• مسئله

روی یک میله نارسانای بسیار بلند به طور غیریکنواخت بار توزیع شده است. اندازه میدان الکتریکی را در فاصله L از آن بیابید. مقدار بارالکتریکی برحسب فاصله از نقطه مرکزی مشخص شده در شکل از رابطه زیر بدست می آید:

جواب در ادامه مطلب... 

مسئله حرکت ذرات در میدان مغناطیسی

مسئله 

یک ذره بار دار و یک ذره بدون بار همزمان در حالی که فاصله بسیار کمی از یکدیگر دارند با بردار سرعتی برابر عمود بر میدان مغنلطیسی (B(t شلیک می شوند. فاصله این دو ذره را برحسب زمان بیابید. میدان از این رابطه بدست می آید و آلفا بسیار کوچک است.(از اثر گرانش صرف نظر کنید)

$$B(t)=B_0(1+\alpha sin(\omega_0 t))$$

جواب در ادامه ...

مسئله حلقه و میدان مغناطیسی متغیر

• مسئله

با یک سیم حلقه ای به شعاع a می سازیم. ولت سنج کوچکی به مقاومت R را از طریق دو قطعه سرب با مقاومت ناچیز به دو نقطه روی محیط دایره وصل می کنیم به طوری که که مطابق شکل زاویه تتا تشکیل شود.میدان مغناطیسی با آهنگ dB/dt تغییر می کند. در حالت های زیر ولت سنج چه عددی نشان می دهد؟

الف) مطابق شکل a ولت سنج در مرکز حلقه باشد.

ب) مطابق شکل b ولت سنج روی وتری از دایره باشد.

(سوال 177 کتاب 200 مسئله شگقت انگیز فیزیک)

جواب در ادامه مطلب...

دیود

دیود یا یکسوساز جریان قطعه ای الکترونیکی است که جریان را تنها از یک سو عبور می دهد. ساختار دیود به گونه ای طراحی شده که در حالت ایده آل در برابر جریان موافق مقاومتی برابر با صفر دارد و در حالتی که جریان مخالف جهت دیود است مثل یک مقاوت بی نهایت اهمی عمل می کند.

در حل مسائلی که دیود به صورت ایده آل در نظر گرفته می شود ابتدا سعی می کنیم تا جهت جریان را  در دو سر دیود پیدا کنیم و پس ار آن اگر جریان مخالف جهت دیود بود آن را مانند یک کلید باز در نظر می گیریم و در غیر این صورت آن را به یک سیم با مقاومت نا چیز فرض می کنیم.

ادامه مطلب...

خازن

خازن از پرکاربردترین قطعات الکترونیکی است و انواع بسیار زیادی دارد.خازن یک ذخیره کننده پتانسیل الکتریکی است. در حالت کلی می توان گفت هر گاه دو جسم بار دار را کنار هم قرار می دهیم یک خازن تشکیل داده ایم. در این جا به صورت مختصر به یک نوع خازن ساده می پردازیم. این خازن خازن تخت نامیده می شود پایه و اساس همه انواع خازن هاست و سایر خازن ها اکثرا با همین سیستم کار می کنند. مهمترین...

ادامه مطلب...