Электр ағынының мысалы

Электр ағыны мәселелерінің 4 мысалы

1. Электр өрісі бетінің ауданы 10 м болатын шаршы бетке перпендикуляр 8000 Н/К²Анықтау электр ағыны шаршы бетінен өтетін!
Талқылау
Белгілі болғандай:
Электр өрісі (E) = 8000 Н/К
Беттік аудан (A) = 10 м²
θ = 0^o (электр өрісінің сызықтары қалыпты сызықтармен сәйкес келеді)
Сұрақ қойылды: Электр ағыны (Φ)
Жауап:

Электр ағынының формуласы:

Φ = EA cos θ
Сипаттама: Φ = электр ағыны (Нм)²/C), E = электр өрісі (N/C), A = беттік аудан (м)²), θ = электр өрісінің күш сызығы мен нормаль сызық (бетке перпендикуляр сызық) арасындағы бұрыш.

Электр ағынының шамасы:

Φ = EA cos θ = (8000)(10)(cos 0) = (8000)(10)(1) = 80 000 = 8 x 10⁴ Nm²/C

2. 5000 Н/К электр өрісі шаршы бет арқылы өтіп, 60 бұрыш құрайды.^o қалыпты сызыққа дейін. Шаршының бетінің ауданы 2 м²Шаршы бет арқылы өтетін электр ағынын анықтаңыз!
Талқылау
Белгілі болғандай:
Электр өрісі (E) = 5000 Н/К
Беттік аудан (A) = 2 м²
θ = 60^o
Сұрақ қойылды: Электр ағыны (Φ)
Жауап:
Электр ағыны:
Φ = EA cos θ = (5000)(2)(cos 60) = (5000)(2)(0,5) = 5000 = 5 x 10³ Nm²/C

3. Төмендегі суретте көрсетілгендей, блок беті арқылы 4000 Н/К электр өрісі өтеді. Блоктың ұзындығы 2 метр, ені 1 метр және биіктігі 1 метр. Блок арқылы өтетін электр ағынын анықтаңыз!
Талқылау
Белгілі болғандай:
Электр өрісі (E) = 5000 Н/К
Беттік аудан (A) = 2 м²
Сұрақ қойылды: Электр ағыны (Φ)
Жауап:

Блок арқылы өтетін электр ағыны

Суретке сүйенсек, қызыл түспен боялған электр өрісінің күш сызықтары блок бетіне перпендикуляр, сондықтан олар нормаль сызықпен сәйкес келеді (0 бұрыш жасайды).^o), ал басқа электр өрісінің күш сызықтары бетіне параллель, сондықтан олар нормаль сызыққа перпендикуляр (90 бұрыш жасайды)^o).

Қызыл электр өрісі сызықтары блокқа кіреді, бірақ одан сыртқа қарай жылжиды. Электр өрісі сызықтары блокқа кіргенде, блоктың ішінде теріс заряд бар сияқты, сондықтан электр ағыны теріс болады. Керісінше, электр өрісі сызықтары блоктан сыртқа қарай жылжығанда, блоктың ішінде оң заряд бар сияқты, сондықтан электр ағыны оң болады. Блокқа кіретін электр өрісі сызықтары блоктан шығатын электр өрісі сызықтарымен бірдей, сондықтан пайда болған электр ағыны нөлге тең.

4. Шардың радиусы 0,5 метр, ал шардың ортасында 10 мкКл электр заряды бар. Шар арқылы өтетін электр ағынын анықтаңыз!
Талқылау
Белгілі болғандай:
Шардың радиусы (r) = 0,5 метр
Электр заряды (Q) = 10 мкКл = 10 x 10^-6 C
Сұрақ қойылды: Электр ағыны (Φ)
Жауап:

Электр өрісі:

E = kq/r²
E = (9 x 10⁹ Nm²/C²)(10 x 10^-6 C) / 0,5²
E = (90 x 10³) / 0,25
E = 360 x 10³
E = 3,60 x 10⁵ Жоқ

Сфераның бетінің ауданы:

A = 4 π r² = 4 (3,14)(0,5)² = (12,56)(0,25) = 3,14 м²

Электр ағыны:

Электр өрісінің күш сызықтары бетке перпендикуляр және қалыпты сызықпен сәйкес келеді, сондықтан пайда болған бұрыш 0-ге тең.^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