Форум сайта alsak.ru

Задачи и вопросы по физике => Электростатика => Электродинамика => Напряженность поля. Сила => : Антон Огурцевич 28 July 2016, 12:57

: Бесконечная тонкая прямая нить
: Антон Огурцевич 28 July 2016, 12:57
60. Бесконечная тонкая прямая нить заряжена с линейной плотностью тау = 1 нКл/м. Определить напряжённость поля Е в точке, удалённой на расстояние r = 0,1 м от нити. Указать направление градиента потенциала dфи/dr. Сделать рисунок.
: Re: Бесконечная тонкая прямая нить
: Сергей 01 August 2016, 09:31
Решение.
По теореме Гаусса поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду:
\[ \begin{align}
  & {{\Phi }_{E}}=\frac{Q}{\varepsilon \cdot {{\varepsilon }_{0}}}(1),{{\Phi }_{E}}=\oint{{{E}_{n}}}\cdot dS=E\cdot S=E\cdot 2\cdot \pi \cdot r\cdot l(2), \\
 & Q=\tau \cdot l(3),\frac{Q}{\varepsilon \cdot {{\varepsilon }_{0}}}=E\cdot 2\cdot \pi \cdot r\cdot l,\frac{\tau \cdot l}{\varepsilon \cdot {{\varepsilon }_{0}}}=E\cdot 2\cdot \pi \cdot r\cdot l,E=\frac{\tau }{2\cdot \pi \cdot \varepsilon \cdot {{\varepsilon }_{0}}\cdot r}(1). \\
\end{align} \]
Где: ε = 1 – диэлектрическая проницаемость воздуха, ε0 = 8,854∙10-12 Ф/м – электрическая постоянная.
\[ \begin{align}
  & E=\frac{1\cdot {{10}^{-9}}}{2\cdot 3,14\cdot 1\cdot 8,85\cdot {{10}^{-12}}\cdot 0,1}=180. \\
 & E=-\frac{d\varphi }{dr},\,E=-grad\varphi . \\
\end{align} \]
Знак минус в уравнении показывает, что вектор градиента потенциала направлен в противоположную сторону относительно вектора напряжённости.
Ответ: 180 В/м.