التدفق الكهربائي - المشاكل والحلول

1. يمر مجال كهربائي منتظم E = 8000 نيوتن/كولوم عبر مساحة مربعة مسطحة A = 10 م² ^. حدد التدفق الكهربائي.

معروف :

مقدار المجال الكهربائي (E) = 8000 نيوتن/كولوم

المساحة (أ) = 10 ^م²

θ = 0 ^درجة (الزاوية بين اتجاه المجال الكهربائي وخط مرسوم عمودي على المنطقة)

المطلوب: التدفق الكهربائي ( Φ)

الحل:

صيغة التدفق الكهربائي:

Φ = EA cos q

Φ = التدفق الكهربائي ( نيوتن متر ^مربع /كولوم) ، E = المجال الكهربائي (نيوتن /كولوم) ، A = المساحة (متر ^مربع ) ، q = الزاوية بين خط المجال الكهربائي والخط العمودي.

التدفق الكهربائي:

Φ = EA cos q = (8000)(10)( cos 0) = (8000)(10)(1 ) = 80,000 = 8 x 10 ⁴ Nm ² /C

[irp]

2. يمر مجال كهربائي منتظم E = 5000 نيوتن/كولوم عبر مساحة مربعة مسطحة A = 2 متر مربع ^. حدد التدفق الكهربائي.

معروف :

المجال الكهربائي (E) = 5000 نيوتن/كولوم

المساحة (أ) = 2 ^م²

θ = 60 ^درجة (الزاوية بين اتجاه المجال الكهربائي وخط مرسوم عمودي على المنطقة)

المطلوب: التدفق الكهربائي ( Φ)

الحل:

التدفق الكهربائي:

Φ = EA cos q = (5000)(2)( cos 60) = (5000)(2)(0.5 ) = 5000 = 5 x 10 ³ Nm ² /C

[irp]

3. كرة صلبة نصف قطرها 0.5 متر تحمل شحنة كهربائية مقدارها 10 ميكروكولوم في مركزها. احسب التدفق الكهربائي المار عبر الكرة الصلبة.

معروف :

نصف قطر الكرة (r) = 0.5 متر

الشحنة الكهربائية (Q) = 10 ميكروكولوم = 10 × ^10⁻⁶ كولوم

المطلوب: التدفق الكهربائي ( Φ)

الحل:

المجال الكهربائي:

E = kq/r ²

E = (9 × 10⁹ ^نيوتن متر² ^/ كولوم² ⁾ ( 10 × ^10⁻⁶ كولوم) / 0.5 ²

E = (90 × ^10³ ) / 0,25

E = 360 × 10 ³

E = 3.60 × 10⁵ ^نيوتن /كولوم

مساحة السطح :

أ = 4 π ص ² = 4 (3.14)(0.5) ² = (12.56)(0.25) = 3.14 م ²

التدفق الكهربائي:

خطوط المجال الكهربائي عمودية على المنطقة، بحيث تكون الزاوية بين اتجاه المجال الكهربائي وخط مرسوم عمودي على المنطقة هي 0 ^درجة.

Φ = EA cos q

Φ = ( 3.60 × 10 ⁵ )( 3.14 )( cos 0)

Φ = (11.304 × 10⁵ )( ¹ )

Φ = 11.304 × 10 ⁵

Φ = 1.13 × 10⁶ ^نيوتن متر² ^/ كولوم