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 نیرو های سیستم در حال تعادل

• مسئله

مطابق شکل میله AB از A آویزان شده است. سر B این میله به کابل BD متصل است. اگر فاصله d برایر با 150mm باشد و دو نیروی 90 نیوتونی به سیستم وارد شود.

الف) کشش کابل BD را بیابید.

ب) بردار عکس العمل در A را محاسبه کنید

(منبع: استاتیک بیر جانسون)

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 میدان الکتریکی در ناحیه مشترک دو جسم

• مسئله

در استوانه پلاستیکی بسیار طویل توپر با چگالی بار حجمی ρ و ρ- به نحوی بایکدیگر ادغام شده اند که مطابق شکل مرز های اولیه آنها به اندازه x با یکدیگر فاصله دارد. میدان الکتریکی در ناحیه مشترک این دو کره را بر حسب ضریب گذر دهی خلا و پارامتر های مشخص شده در شکل بیابید. (شکل سامانه را از نمای بالا نشان می دهد)

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...

میدان الکتریکی بک نیم حلقه باردار

• مسئله 

بک حلقه به شعاع r به دو قسمت کاملا مساوی تقسبم شده است. روی یکی از این نیم حلقه ها با چگالی غیر یکنواخت بار الکتریکی پخش شده است. اگر چگالی خطی بار الکتریکی روی این نیم حلقه از رابطه زیر پیروی کند، مطابق شکل، انداره مولفه x میدان الکتریکی را در صفجه حلقه و در نقطه A که در فاصله دلخواه x از آن واقع شده است، بیابید.

جواب در ادامه مطلب....

گرادیان به زبان ساده

تابعی ار سه متغیر مانند دما (T(x,y,z را در نظر بگیرید.( یک دستگاه مختصات را فرض کنید و برای هر نقطه یک دما در نظر بگیرید) در اینجا هدف تعمیم مفهوم مشتق برای توابعی است که تنها به یک متغیر وابسته نیستند. 

انتظار داریم که مشق، سرعت تغییرات تابع f را در قبال یک جابه جایى کوچک معلوم کند.اما این دفعه مسئله کمی پیجیده تر است زیرا این تغییرات بستگی به جهت جابه جایی، دارد: با حرکت مستقیم به سمت بالا ممکن است تغییرات تا حدودى سریع باشد اما مثلا اگر افقى حرکت کنبم امکان دارد که با هیچ تغییری مواجه نشویم. در واقع تعدادی نامتناهی پاسخ برای سرعت تغییرات (T(x,y,z وجود دارد. ولی با مشتقات جزئی می توان بیان کرد:

که این تابع تغییرات را در در هر سه راستا نشان می دهد. به همین ترتیب می توان با نوشتن ضرب داخلی هم همین مقدار را پییدا کرد:

ادامه مطلب...

محاسبه میدان الکتریکی اطراف یک میله باردار با طول محدود

• مسئله

روی یک میله با طول محدود با چگالی ثابت به طور یکنواخت بار الکتریکی پخش شده است. میدان الکتریکی ناشی از این میله بار دار را در نقطه ای در فاصله L از میله مطابق شکل بیابید.

جواب در ادامه مطلب...