ელექტრული ნაკადის პრობლემების 4 მაგალითი
1. ელექტრული ველი 8000 ნ/ც მართკუთხა ზედაპირის პერპენდიკულარულად, რომლის ზედაპირის ფართობია 10 მ2განსაზღვრეთ ელექტრული ნაკადი რომელიც კვადრატულ ზედაპირზე გადის!
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
ელექტრული ველი (E) = 8000 N/C
ზედაპირის ფართობი (A) = 10 მ2
θ = 0o (ელექტრული ველის ხაზები ემთხვევა ნორმალურ ხაზებს)
ჰკითხა: ელექტრული ნაკადი (Φ)
პასუხი:
ელექტრული ნაკადის ფორმულა:
Φ = EA cos θ
აღწერა: Φ = ელექტრული ნაკადი (Nm)2/C), E = ელექტრული ველი (N/C), A = ზედაპირის ფართობი (მ²)2), θ = კუთხე ელექტრული ველის ხაზსა და ნორმალურ ხაზს (ზედაპირის პერპენდიკულარული ხაზი) შორის.
ელექტრული ნაკადის სიდიდე:
Φ = EA cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80.000 = 8 x 10 4 Nm 2 /C
2. 5000 N/C ელექტრული ველი გადის კვადრატულ ზედაპირზე და ქმნის 60° კუთხეს.o ნორმალურ ხაზამდე. კვადრატის ზედაპირის ფართობი 2 მ-ია2განსაზღვრეთ ელექტრული ნაკადი კვადრატულ ზედაპირზე!
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
ელექტრული ველი (E) = 5000 N/C
ზედაპირის ფართობი (A) = 2 მ2
θ = 60o
ჰკითხა: ელექტრული ნაკადი (Φ)
პასუხი:
ელექტრული ნაკადი:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 103 Nm2/C
3. 4000 N/C ელექტრული ველი გადის ბლოკის ზედაპირზე, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზე. ბლოკის სიგრძეა 2 მეტრი, სიგანე 1 მეტრი და სიმაღლე 1 მეტრი. განსაზღვრეთ ბლოკში გამავალი ელექტრული ნაკადი!
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
ელექტრული ველი (E) = 5000 N/C
ზედაპირის ფართობი (A) = 2 მ2
ჰკითხა: ელექტრული ნაკადი (Φ)
პასუხი:
ელექტრული ნაკადი ბლოკის გავლით
სურათის მიხედვით, წითლად შეფერილი ელექტრული ველის ხაზები ბლოკის ზედაპირის პერპენდიკულარულია ისე, რომ ისინი ემთხვევა ნორმალურ ხაზს (ქმნის 0 ° კუთხეს ), ხოლო სხვა ელექტრული ველის ხაზები ზედაპირის პარალელურია ისე, რომ ისინი პერპენდიკულარულია ნორმალური ხაზის მიმართ (ქმნის 90 ° კუთხეს ).
წითელი ელექტრული ველის ხაზები ბლოკში შედის, მაგრამ მისგან გარეთ მოძრაობს. როდესაც ელექტრული ველის ხაზები ბლოკში გადადის, თითქოს ბლოკის შიგნით უარყოფითი მუხტია, ამიტომ ელექტრული ნაკადი უარყოფითია. პირიქით, როდესაც ელექტრული ველის ხაზები ბლოკიდან გარეთ მოძრაობენ, თითქოს ბლოკის შიგნით დადებითი მუხტია, ამიტომ ელექტრული ნაკადი დადებითია. ბლოკში შემავალი ელექტრული ველის ხაზები იგივეა, რაც ბლოკიდან გამომავალი ელექტრული ველის ხაზები, ამიტომ შედეგად მიღებული ელექტრული ნაკადი ნულის ტოლია.
4. ბურთის რადიუსი 0,5 მეტრია და მის ცენტრში 10 μC ელექტრული მუხტია. განსაზღვრეთ ბურთში გამავალი ელექტრული ნაკადი!
დისკუსია
ცნობილია, რომ:
ბურთის რადიუსი (r) = 0,5 მეტრი
ელექტრული მუხტი (Q) = 10 μC = 10 x 10-6 C
ჰკითხა: ელექტრული ნაკადი (Φ)
პასუხი:
ელექტრული ველი:
E = კკ/რ2
E = (9 x 109 Nm2/C2)(10 x 10-6 გ) / 0,52
E = (90 x 103) / 0,25
E = 360 x 103
E = 3,60 x 105 N / C
სფეროს ზედაპირის ფართობი:
A = 4 π r 2 = 4 (3,14) (0,5) 2 = (12,56) (0,25) = 3,14 მ 2
ელექტრული ნაკადი:
ელექტრული ველის ხაზები ზედაპირის პერპენდიკულარულია და ემთხვევა ნორმალურ ხაზს ისე, რომ წარმოქმნილი კუთხე 0-ის ტოლია.o.
Φ = EA cos θ
Φ = (3,60 x 105)(3,14)(cos 0)
Φ = (11,304 x 105) (1)
Φ = 11,304 x 105
Φ = 1,13 x 106 Nm2/C
