장비 표면
주어진 전하 분포의 경우, 동일한 전위를 갖는 모든 지점의 위치를 장비 표면이라고합니다.
이름에서 정의 된 바와 같이, 장비 표면은 전위가 어디에서나 동일 한 표면입니다. 그것은 우리가 표면의 모든 지점에서 전위가 동일하다는 방식으로 표면을 그린다면, 그것은 장비 표면이라고한다.
다음은 장비 표면의 몇 가지 예입니다.
- 포인트 전하의 경우 :점 전하 (Q)를 고려하면 장기 표면이 아래와 같이 구체가됩니다.
포인트 A, B, C, D에서의 잠재력은 동일합니다.
"구체의 중심에 전하가있는 동심 구체는 장비 표면입니다."
- 선형 전하의 경우 :라인 전하 밀도를 고려하면 다음과 같이 등장 표면이 원통형이됩니다. .
“실린더 축에서 선형 전하가있는 동심원 실린더는 등전위 표면입니다.
장비를 시각화하는 방법을 살펴 보겠습니다. 이를 수행하는 한 가지 방법은 장비 표면이라는 것을 그린 것입니다.
장비 표면의 특성
- 장비 표면의 두 지점의 전위차는 항상 0입니다. 아래의 주어진 장비 표면에서 지점 A의 전위는 B 지점의 전위와 동일합니다. 따라서
(va-vb) =0
또는
va =vb
- 이 방향으로 전위가 변하지 않기 때문에 등전위 표면과 평행 한 전기장의 구성 요소는 0입니다. 따라서, 전기장은 항상 장비 표면에 수직이다.
- 우리가 센터에서 더 멀리 이동함에 따라 잠재력이 감소합니다.
- 라인 전하로 인한 장비 표면은 원통형입니다.
- 점 전하로 인한 장비 표면은 구형입니다.
- 장비 표면은 서로 교차하지 않으면 단일 지점에 불가능한 두 값이 있기 때문에 서로 교차하지 않습니다. .
- 충전이 장비 표면의 한 지점에서 다른 지점으로 이동하면 작업이 완료된 작업이 0이됩니다.
- 모든 금속 표면은 항상 장비 (도체)입니다.
이제 장비 표면에서 몇 가지 문제를 해결해야 할 때입니다.
문제 1 :이 표면은 정확히 무엇입니까?
이름에서 알 수 있듯이, 이들은 모든 지점에서 전위 (v)가 같은 3D 표면입니다.
- 참고 :
표면은 중앙에 더 가깝고 더 멀리 떨어져 있습니다. 그 이유는 무엇입니까?
글쎄, 그것은 전기장의 강도와 관련이 있습니다. 충전에 가까운 전기 힘은 매우 강하므로 장비 표면이 더 가깝습니다. 우리가 충전에서 멀어지면서 필드는 약해 지므로 표면은 서로 멀어집니다.
문제 2 :전기장이 장비 표면에서 멀어 질 때 전기장이 약해지는 이유는 무엇입니까?
전기장과 잠재력의 관계는
로 주어집니다.e =v/d
여기서 e는 전기장입니다.
V는 잠재력이고
입니다D는 거리입니다.
따라서 장비 표면의 거리가 증가함에 따라 전위가 일정하여 전기장의 값이 감소 할 것입니다.
문제 3 :장비 표면을 그리는 방법?
장비 표면을 그려 보려면 전기장을 그립니다
먼저 줄을지고 표면을 수직으로 만듭니다. 이것은 당신의
입니다장비 표면.
다음은 몇 가지 예입니다.
문제 4 :Z 방향에서 균일하게 증가하는 전기장을위한 장비 표면을 그리는 방법?
장비 표면은 XY 평면에 있습니다. 필드의 크기가 양의 z 방향을 따라 증가함에 따라 연속적인 장비 표면 사이의 거리는 감소합니다.
전기장이 일정하다면 연속적인 장비 표면 사이의 거리는 일정하게 유지됩니다.
문제 5 :전하가있는 입자가 5V의 등류 표면에서 움직이고 있습니다. 입자가 표면에서 2m로 이동하면 작업을 찾으십시오.
.작업은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다
w =-qΔv
주어진 q =10 c
입자가 장비 표면에서 움직이고 있기 때문에 Δv =0.
그래서 작업은 w =0입니다.
키 포인트
- 전위 표면의 가장 좋은 예는 도체입니다.
- 전기장은 더 높은 전위의 더 높은 전위의 장비 표면에서 더 낮은 전위에서 등장 표면으로 향합니다.
- 잠재력은 스칼라 수량입니다.
- 장비 표면은 항상 전기장에 수직입니다.
- 잠재력은 거리 'r'에 반비례합니다.
- 장비 표면 우리에게 전기장의 그림과 충전 구성을 제공합니다.
결론
장비 표면은 표면의 어느 지점에서도 전위 값이 동일 인 표면입니다. 이는 거리‘R’이 일정하면 잠재적 v가 일정하다는 것을 보여줍니다. 전하 분포가 주어지면 먼저 주어진 분포를 통해 전기장 라인을 그린 다음 선에 수직으로 표면을 만듭니다. 이것은 주어진 전하 분포의 등장 표면이 될 것입니다.
