עמוד:33

33 פרק 2 השדה החשמלי כדור מוליך טעון במטען Q + קליפה כדורית טעונה במטען Q + המפוזר על פניו באופן אחיד מטען נקודתי Q + המפוזר על פניה באופן אחיד מסקנה : בהינתן קליפה כדורית מוליכה או כדור מוליך טעונים, שהמטען מפוזר על פניהם באופן אחיד, השדה החשמלי שנוצר בנקודות שונות מחוץ לקליפה או לכדור יהיה זהה לשדה שהיה נוצר בנקודות אלו אילו כל המטען היה מרוכז בנקודה במרכז הקליפה או הכדור . בתוך כדור או בתוך קליפה כדורית שהם מוליכי חשמל וטעונים באופן אחיד משיקולי סימטריה, ניתן להסיק כ י במרכז הקליפה או במרכז הכדור השדה הוא אפס, כתוצאה מקיזוז ההשפעות של אזורים נגדיים . בכל נקודה אחרת בתוך הכדור או הקליפה, השדה הוא רדיאלי . לא ייתכן שיהיה לו רכיב משיקי, מכיוון שכל הכיוונים שקולים ואין העדפה לכיוון מסוים ( אם בכלל יש שדה ) . קווי השדה הרדיאליים צפופים ככל שנתקרב למרכז . לכן במרכז יש עוצמה מקסימלית, ועוצמה זו צריכה להיות כאמור אפס ! מסקנה : בתוך קליפה כדורית מוליכה טעונה או בתוך כדור מוליך טעון, השדה החשמלי שווה אפס . משני צידיו של לוח אינסופי טעון בעזרת שיקולי סימטריה, נמצא כעת את השדה של לוח אינסופי טעון במטען Q + , המפוזר עליו בצורה אחידה, כלומר צפיפות המטען ( כמות המטען ליחידת שטח ) על פניו קבועה . בנקודה A כלשהי מחוץ ללוח, השדה חייב להיות ניצב ללוח ( מטעמי סימטריה, כאשר מדובר בלוח אינסופי ואחיד לא יכול להיות לו רכיב מקביל לכיוון הלוח ) . עוצמת השדה בנקודה B , שנמצאת באותו מרחק מהלוח כמו A , תהיה שווה לזו שבנקודה A . השדה בנקודה C כלשהי שווה גם כן . קווי השדה מקבילים ( לא רדיאליים ) ולכן צפיפותם שווה וקבועה בכל מקום, ולפיכך עוצמת השדה קבועה . מסקנה : השדה החשמלי של לוח אינסופי טעון בצפיפות מטען אחידה הוא שדה אחיד . כלומר, הוא אינו משתנה ממקום למקום כשנעים בו בכיוון מקביל ללוח או בניצב ללוח . + + + + + + + Q + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Q + Q + + Q C + A E E E E E E E E B

מטח : המרכז לטכנולוגיה חינוכית


לצפייה מיטבית ורציפה בכותר