פוטנציאל חשמלי אפס בנקודה אינו מעיד על שדה חשמלי אפס במקום זה.
דרישות מקדימות: 13, 14, 15, 29, 30.
- שימוש בפוטנציאלים אלקטרוסטטיים, שדות וחוק גווס
- ניתוח מעגלים, מגנטיות והשראה
- יישום משוואות מקסוול וקשרים של גלי אלקטרומגנטיים
EM · Electromagnetism
GRE · GRE Subject Test · GRE Physics · נושא 2
2.1
אלקטרומגנטיות
מילון מונחים
אימון
| English | עברית |
|---|---|
| flux/flʌks/ | שטף |
| potential/pəˈtenʃl/ | פוטנציאל חשמלי |
| Gauss's law/ˈɡaʊsɪz lɔː/ | חוק גאוס |
2.2
בחר את המערכת ואת הדגם
שדה חשמלי הוא הגרדיאנט השלילי של הפוטנציאל. ערך מספרי ושינוי מרחבי הם כמויות נפרדות.
2.3
השתמש בקשר השולט
השתמש בחוק גווס עם סימטריה. פלאקס כולל ידוע לבדו אינו נותן את השדה בכל נקודה במשטח.
2.4
יישם את התנאים
חוקי קירכוף עוקבים אחרי מטען ואנרגיה במעגלים. EMF מושרה עוקבת אחרי זרימת מגנטית משתנה עם סימן חוק לנץ.
2.5
בדוק את המסקנה
משוואות מקסוול מקשרות בין שדות חשמלי ומגנטיים. בוואקום לגל יש E/B=c ומוביל אנרגיה.
2.6
שיטה מפורטת
מעטפת כדורית יש לה רדיוס R ומטען אחיד Q. בחר אפס לפוטנציאל באינסוף. סימטריה כדורית מאפשרת לחוק גווס לקבוע את השדה מחוץ למעטפת.
$$4\pi r^2E=Q/\epsilon_0,\qquad E=Q/(4\pi\epsilon_0r^2)\quad(r>R).$$
בתוך המעטפת, המטען הכלוא הוא אפס והסימטריה נותנת E = 0. רצף נותן
$$V(r)=\begin{cases}Q/(4\pi\epsilon_0R)&r\leq R,\\Q/(4\pi\epsilon_0r)&r>R.\end{cases}$$
שהפוטנציאל אינו אפס וקבוע בתוך המעטפת. גרדיאנט אפס, ולא ערך אפס,
נותן שדה אפס. השדה הרדיאלי זז בפיזור במשטח המטעון.
2.7
בדוק תנאים ומילוגיה
אל תשתמש בחוק גאוס כדי לטעון שיש שדה אחיד על פני שטח לא סימטריים כלשהו.
פלאקס: האינטגרל המשטחי של רכיב הנורמלי של השדה.
פוטנציאל: אנרגיה פוטנציאלית ליחידת מטען.
שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה
לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.