منتدى طلبة كلية الهندسه بأسوان
هل تريد التفاعل مع هذه المساهمة؟ كل ما عليك هو إنشاء حساب جديد ببضع خطوات أو تسجيل الدخول للمتابعة.

منتدى طلبة كلية الهندسه بأسوان

منتدى طلبة كلية الهندسه بأسوان
 
الرئيسيةالتسجيلأحدث الصوردخول
 

 التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا

اذهب الى الأسفل 
4 مشترك
كاتب الموضوعرسالة
القيصر
عضو بدرجة مهندس إستشارى
عضو بدرجة مهندس إستشارى
القيصر


عدد المساهمات : 899
تاريخ التسجيل : 06/10/2007
العمر : 34
الموقع : allah`s wide earth
رقم العضوية : 124
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالأربعاء 19 ديسمبر - 16:36

التدفق الكهربى

4.1 The Electric Flux due to an Electric Field
We have already shown how electric field can be described by lines of force. A line of force is an imaginary line drawn in such a way that its direction at any point is the same as the direction of the field at that point. Field lines never intersect, since only one line can pass through a single point.
The Electric flux (F) is a measure of the number of electric field lines penetrating some surface of area A.

Case one:
The electric flux for a plan surface perpendicular to a uniform electric field
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le85To calculate the electric flux we recall that the number of lines per unit area is proportional to the magnitude of the electric field. Therefore, the number of lines penetrating the surface of area A is proportional to the product EA. The product of the electric filed E and the surface area A perpendicular to the field is called the electric flux F.
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le25

The electric flux F has a unit of N.m2/C.

Case Two

The electric flux for a plan surface make an angle q to a uniform electric field
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le86Note that the number of lines that cross-area is equal to the number that cross the projected area A`, which is perpendicular to the field. From the figure we see that the two area are related by A`=Acosq. The flux is given by:
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le33 = E A cosq
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le34
Where q is the angle between the electric field E and the normal to the surface التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le35

.
إذاً يكون الفيض ذا قيمة عظمى عندما يكون السطح عمودياً على المجال أي q = 0 ويكون ذا قيمة صغرى عندما يكون السطح موازياً للمجال أي عندما q = 90. لاحظ هنا أن المتجه التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le36 هو متجه المساحة وهو عمودي دائما على المساحة وطوله يعبر عن مقدار المساحة.


Case Three

In general the electric field is nonuniform over the surface
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le87The flux is calculated by integrating the normal component of the field over the surface in question.
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le37
The net flux through the surface is proportional to the net number of lines penetrating the surface

والمقصود بـ net number of linesأي عدد الخطوط الخارجة من السطح (إذا كانت الشحنة موجبة) - عدد الخطوط الداخلة إلى السطح (إذا كانت الشحنة سالبة).التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le38 Example 4.1
What is electric flux F for closed cylinder of radius R immersed in a uniform electric field as shown in figure?
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le39

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le38Solution

نطبق قانون جاوس على الأسطح الثلاثة الموضحة في الشكل أعلاه
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le40
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le41
Since E is constant then
F = - EA + 0 + EA = zero

Exercise
Calculate the total flux for a cube immersed in uniform electric field التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le42.4.2 The Electric Flux due to a point charge

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le88To calculate the electric flux due to a point charge we consider an imaginary closed spherical surface with the point charge in the center figure 4.5, this surface is called gaussian surface. Then the flux is given by
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le43 (q = 0)


التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le44

</SPAN>
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le45 (4.3)
Note that the net flux through a spherical gaussian surface is proportional to the charge q inside the surface.4.3 Gaussian surface
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le89Consider several closed surfaces as shown in figure 4.6 surrounding a charge Q as in the figure below. The flux that passes through surfaces S1, S2 and S3 all has a value q/ eo. Therefore we conclude that the net flux through any closed surface is independent of the shape of the surface.


التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le90Consider a point charge located outside a closed surface as shown in figure 4.7. We can see that the number of electric field lines entering the surface equal the number leaving the surface. Therefore the net electric flux in this case is zero, because the surface surrounds no electric charge.



التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le91
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le38Example 4.2
In figure 4.8 two equal and opposite charges of 2Q and -2Q what is the flux F for the surfaces S1, S2, S3 and S4.
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le38Solution
For S1 the flux F = zero
For S2 the flux F = zero
For S3 the flux F = +2Q/ eo
For S4 the flux F = -2Q/ eo


4.4 Gausss Law
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le92Gauss law is a very powerful theorem, which relates any charge distribution to the resulting electric field at any point in the vicinity of the charge. As we saw the electric field lines means that each charge q must have q/eo flux lines coming from it. This is the basis for an important equation referred to as Gauss’s law. Note the following facts:
1.If there are charges q1, q2, q3, ......qn inside a closed (gaussian) surface, the total number of flux lines coming from these charges will be

(q1 + q2 + q3 + ....... +qn)/eo (4.4)
2.The number of flux lines coming out of a closed surface is the integral of التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le46 over the surface, التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le47
We can equate both equations to get Gauss law which state that the net electric flux through a closed gaussian surface is equal to the net charge inside the surface divided by eo
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le48 Gauss’s law (4.5)
where qin is the total charge inside the gaussian surface.

Gauss’s law states that the net electric flux through any closed gaussian surface is equal to the net electric charge inside the surface divided by the permittivity.

4.5 Gausss law and Coulomb’s law

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le93We can deduce Coulomb’s law from Gausss law by assuming a point charge q, to find the electric field at point or points a distance r from the charge we imagine a spherical gaussian surface of radius r and the charge q at its center as shown in figure 4.10.
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le49

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le50 Because E is constant for all points on the sphere, it can be factored from the inside of the integral sign, then

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le51 &THORN;التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le52&THORN;التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le53
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le54 (4.6)

Now put a second point charge qo at the point, which E is calculated. The magnitude of the electric force that acts on it F = Eqo

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le55


عدل سابقا من قبل في الخميس 20 ديسمبر - 1:18 عدل 5 مرات
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
القيصر
عضو بدرجة مهندس إستشارى
عضو بدرجة مهندس إستشارى
القيصر


عدد المساهمات : 899
تاريخ التسجيل : 06/10/2007
العمر : 34
الموقع : allah`s wide earth
رقم العضوية : 124
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالأربعاء 19 ديسمبر - 16:50

Electric Flux التدفق الكهربي

4.6 Conductors in electrostatic equilibrium

A good electrical conductor, such as copper, contains charges (electrons) that are free to move within the material. When there is no net motion of charges within the conductor, the conductor is in electrostatic equilibrium.
Conductor in electrostatic equilibrium has the following properties:
1.Any excess charge on an isolated conductor must reside entirely on its surface. (Explain why?) The answer is when an excess charge is placed on a conductor, it will set-up electric field inside the conductor. These fields act on the charge carriers of the conductor (electrons) and cause them to move i.e. current flow inside the conductor. These currents redistribute the excess charge on the surface in such away that the internal electric fields reduced to become zero and the currents stop, and the electrostatic conditions restore.

2.The electric field is zero everywhere inside the conductor. (Explain why?) Same reason as above
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le94In figure 4.11 it shows a conducting slab in an external electric field E. The charges induced on the surface of the slab produce an electric field, which opposes the external field, giving a resultant field of zero in the conductor.


Steps which should be followed in solving problems


1.The gaussian surface should be chosen to have the same symmetry as the charge distribution.
2.The dimensions of the surface must be such that the surface includes the point where the electric field is to be calculated.
3.From the symmetry of the charge distribution, determine the direction of the electric field and the surface area vector dA, over the region of the gaussian surface.
4.Write E.dA as E dA cosq and divide the surface into separate regions if necessary.
5.The total charge enclosed by the gaussian surface is dq = &ograve;dq, which is represented in terms of the charge density ( dq = ldx for line of charge, dq = sdA for a surface of charge, dq = rdv for a volume of charge).


4.7 Applications of Gauss’s law
كما ذكرنا سابقا فإن قانون جاوس يطبق على توزيع متصل من الشحنة، وهذا التوزيع إما أن يكون توزيعاً طولياً أو توزيعاً سطحياً أو توزيعاً حجمياً. يوجد على كل حالة مثال محلول في الكتاب سنكتفي هنا بذكر بعض النقاط الهامة.

على سبيل المثال إذا أردنا حساب المجال الكهربي عند نقطة تبعد مسافة عن سلك مشحون كما في الشكل 4.12، هنا في هذه الحالة الشحنة موزعة بطريقة متصلة، وغالبا نفترض أن توزيع الشحنة منتظم ويعطى بكثافة التوزيع l(C/m)، ولحل مثل هذه المشكلة نقسم السلك إلى عناصر صغيرة طول كلا منها dx ونحسب المجال dE الناشئ عند نقطة (p)
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le56Figure 4.12

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le57

ومن التماثل نجد أن المركبات الأفقية تتلاشى والمحصلة تكون في اتجاه المركبة الرأسية التي في اتجاه y
dEy = dE cosq Ey = التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le58 = التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le59 </SPAN>
E = 2التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le60التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le61 </SPAN>
من الشكل الهندسي يمكن التعويض عن المتغير x والمتغير dx كما يلي:
x = y tanq&THORN; dx = y sec2q dq
E = التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le62
E = التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le63
لاشك أنك لاحظت صعوبة الحل باستخدام قانون كولوم في حالة التوزيع المتصل للشحنة، لذلك سندرس قانون جاوس الذي يسهل الحل كثيراً في مثل هذه الحالات والتي بها درجة عالية من التماثل.

1

2



3

Charge distribution
Linear
Surface
Volume
Charge density
l
s
r
Unit
C/m
C/m2
C/m3

Gauss’s law can be used to calculate the electric field if the symmetry of the charge distribution is high. Here we concentrate in three different ways of charge distribution

A linear charge distribution
In figure 4.13 calculate the electric field at a distance r from a uniform positive line charge of infinite length whose charge per unit length is l=constant.التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le64

Figure 4.13
The electric field E is perpendicular to the line of charge and directed outward. Therefore for symmetry we select a cylindrical gaussian surface of radius r and length L.
The electric field is constant in magnitude and perpendicular to the surface.
The flux through the end of the gaussian cylinder is zero since E is parallel to the surface.
The total charge inside the gaussian surface is lL.
Applying Gauss law we get
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le65
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le66
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le67
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le68 (4.7)

نلاحظ هنا أنه باستخدام قانون جاوس سنحصل على نفس النتيجة التي توصلنا لها بتطبيق قانون كولوم وبطريقة أسهل.


A surface charge distribution
In figure 4.4 calculate the electric field due to non-conducting, infinite plane with uniform charge per unit area s.التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le69



Figure 4.14


The electric field E is constant in magnitude and perpendicular to the plane charge and directed outward for both surfaces of the plane. Therefore for symmetry we select a cylindrical gaussian surface with its axis is perpendicular to the plane, each end of the gaussian surface has area A and are equidistance from the plane.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
القيصر
عضو بدرجة مهندس إستشارى
عضو بدرجة مهندس إستشارى
القيصر


عدد المساهمات : 899
تاريخ التسجيل : 06/10/2007
العمر : 34
الموقع : allah`s wide earth
رقم العضوية : 124
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالأربعاء 19 ديسمبر - 16:53

The flux through the end of the gaussian cylinder is EA since E is perpendicular to the surface.

The total electric flux from both ends of the gaussian surface will be 2EA.

Applying Gauss law we get

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le70
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le71
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le72 (4.8)
An insulated conductor.
ذكرنا سابقا أن الشحنة توزع على سطح الموصل فقط، وبالتالي فإن قيمة المجال داخل مادة الموصل تساوى صفراً، وقيمة المجال خارج الموصل تساوى

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le73 (4.9)

لاحظ هنا أن المجال في حالة الموصل يساوى ضعف قيمة المجال في حالة السطح اللانهائي المشحون، وذلك لأن خطوط المجال تخرج من السطحين في حالة السطح غير الموصل، بينما كل خطوط المجال تخرج من السطح الخارجي في حالة الموصل.
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le74

Figure 4.15


في الشكل الموضح أعلاه 4.15نلاحظ أن الوجه الأمامي لسطح جاوس له فيض حيث أن الشحنة تستقر على السطح الخارجي، بينما يكون الفيض مساوياً للصفر للسطح الخلفي الذي يخترق الموصل وذلك لأن الشحنة داخل الموصل تساوي صفراً.

A volume charge distribution

In figure 4.16 shows an insulating sphere of radius a has a uniform charge density r and a total charge Q.
1) Find the electric field at point outside the sphere (r>a)
2) Find the electric field at point inside the sphere (r<a)


For r>a
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le75

Figure 4.16
We select a spherical gaussian surface of radius r, concentric with the charge sphere where r>a. The electric field E is perpendicular to the gaussian surface as shown in figure 4.16. Applying Gauss law we get

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le76
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le77
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le78 (for r>a) (4.10)

Note that the result is identical to appoint charge.


For r<aالتدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le79

Figure 4.17
We select a spherical gaussian surface of radius r, concentric with the charge sphere where r<a. The electric field E is perpendicular to the gaussian surface as shown in figure 4.17. Applying Gauss law we get
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le80

It is important at this point to see that the charge inside the gaussian surface of volume V` is less than the total charge Q. To calculate the charge qin, we use qin=rV`, where V`=4/3pr3. Therefore,

qin =rV`=r(4/3pr3) (4.11)
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le81
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le82 (4.12)
since التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le83
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le84 (for r<a) (4.13)

Note that the electric field when r<a is proportional to r, and when r>a the electric field is proportional to 1/r2.
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا GP2_Le95
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
الحبار
مدير عام المنتدى
مدير عام المنتدى
الحبار


عدد المساهمات : 12635
تاريخ التسجيل : 02/05/2007
العمر : 38
الموقع : فى غيابات الهندسة المدنية
رقم العضوية : 3
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload
التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا 30u3a1djpgcopy
أهم مواضيعى :

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالأربعاء 19 ديسمبر - 20:37

هاااايل يا سيادة المشرف
شكرا على المجهود.
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://asv-univ.editboard.com/index.htm
john_nassiem
مهندس جديد
مهندس جديد



عدد المساهمات : 30
تاريخ التسجيل : 05/11/2007
رقم العضوية : 206
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالجمعة 21 ديسمبر - 0:28

شكرا
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
القيصر
عضو بدرجة مهندس إستشارى
عضو بدرجة مهندس إستشارى
القيصر


عدد المساهمات : 899
تاريخ التسجيل : 06/10/2007
العمر : 34
الموقع : allah`s wide earth
رقم العضوية : 124
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالجمعة 21 ديسمبر - 16:46

نصيحه لكل الطلبه فى العيد

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا 97124387kt9
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
MADA
مهندس بيشارك كويس
مهندس بيشارك كويس
MADA


عدد المساهمات : 138
تاريخ التسجيل : 19/10/2007
العمر : 34
الموقع : في قلب الي بيحبني
رقم العضوية : 141
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالسبت 22 ديسمبر - 11:00

مممكن سؤال ..............احنا حنكتب اني موضوع فيهم الي الاثنين أحلي من بعض.....الفرق ان دا طويل شويه وهو المطلوب والتاني قصير
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
القيصر
عضو بدرجة مهندس إستشارى
عضو بدرجة مهندس إستشارى
القيصر


عدد المساهمات : 899
تاريخ التسجيل : 06/10/2007
العمر : 34
الموقع : allah`s wide earth
رقم العضوية : 124
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالسبت 22 ديسمبر - 14:34

اكتب اللى يعجبك اهم حاجه انك تعمل عشان اخده منك
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
MADA
مهندس بيشارك كويس
مهندس بيشارك كويس
MADA


عدد المساهمات : 138
تاريخ التسجيل : 19/10/2007
العمر : 34
الموقع : في قلب الي بيحبني
رقم العضوية : 141
Upload Photos : التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Upload

التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا Empty
مُساهمةموضوع: رد: التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا   التدفق  الكهربى . بحث فى الفيزيا I_icon_minitimeالثلاثاء 25 ديسمبر - 17:15

اوكي يا بشمهندش
الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
http://www.islamway.com
 
التدفق الكهربى . بحث فى الفيزيا
الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1
 مواضيع مماثلة
-
» التصميم الكهربى لفيلا ,,!!!
» كيفية حساب مسافة تأثير المجال الكهربى

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتدى طلبة كلية الهندسه بأسوان :: هندسة * هندسة :: إعــــــــــدادى-
انتقل الى: