Utilisateur:


Une assiette

Storyboard

La géométrie appelée plaque peut être décrite comme un plan infini qui est électriquement chargé.

>Modèle

ID:(2079, 0)



Mécanismes

Iframe

>Top



Code
Concept

Mécanismes

ID:(15798, 0)



Particule dans le champ électrique d'une plaque infinie

Concept

>Top


Selon la loi de Gauss, les variables a surface sur laquelle le champ électrique est constant ($dS$), a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$), le versor normal à la section ($\hat{n}$) et le champ électrique ($\vec{E}$) satisfont à l'équation suivante :

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



Dans le cas d'une surface gaussienne plane, le champ doit être constant, donc la relation de le champ électrique ($E$) avec a espace conducteur ($S$) est établie comme suit :

$ E S = \displaystyle\frac{ Q }{ \epsilon_0 \epsilon }$



ce qui est montré dans le graphique



Étant donné que a densité de charge par zone ($\sigma$) est également défini par :

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Pour le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$), l'expression résultante est :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

ID:(11841, 0)



Particule en potentiel électrique d'une plaque infinie

Concept

>Top


Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) c'est avec le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) et a position sur l'axe z ($z$) est égal à :

$ \varphi_d = -\displaystyle\int_0^z du\,E_d$



le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$) c'est avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est égal à :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) c'est avec et a position sur l'axe z ($z$) s'avère

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $



Comme illustré dans le graphique suivant :



le champ en deux points doit posséder la même énergie. Par conséquent, les variables a charge ($Q$), a masse molaire ($m$), a vitesse 1 ($v_1$), a vitesse 2 ($v_2$) et le potentiel électrique 1 ($\varphi_1$) selon l'équation :

$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_1 $



et le potentiel électrique 2 ($\varphi_2$), selon l'équation :

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_2 $



doivent satisfaire la relation suivante :

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + Q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + Q \varphi_2 $

ID:(11852, 0)



Modèle

Top

>Top



Paramètres

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$\epsilon_0$
epsilon_0
Constante de champ électrique
C^2/m^2N
$\epsilon$
epsilon
Constante diélectrique
-
$\sigma$
sigma
Densité de charge par zone
C/m^2
$S$
S
Espace conducteur
m^2
$m$
m
Masse molaire
kg

Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$E_s$
E_s
Champ électrique d'une plaque infinie
V/m
$Q$
Q
Charge
C
$z_1$
z_1
Position à 1
m
$z_2$
z_2
Position à 2
m
$z$
z
Position sur l'axe z
m
$\varphi_1$
phi_1
Potentiel électrique 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Potentiel électrique 2
V
$\varphi_s$
phi_s
Potentiel électrique, plaque infinie
V
$v_1$
v_1
Vitesse 1
m/s
$v_2$
v_2
Vitesse 2
m/s

Calculs


D'abord, sélectionnez l'équation: à , puis, sélectionnez la variable: à

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Variable Donnée Calculer Cible : Équation À utiliser




Équations

#
Équation

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

E_s = sigma /(2 * epsilon_0 * epsilon )


$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + Q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + Q \varphi_2 $

m * v_1 ^2/2 + Q * phi_1 = m * v_2 ^2/2 + Q * phi_2


$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

phi_s = - sigma * z /( epsilon * epsilon_0 )


$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_1 $

phi_s = - sigma * z /( epsilon * epsilon_0 )


$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_2 $

phi_s = - sigma * z /( epsilon * epsilon_0 )


$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$

phi_s = -@INT( E_s , u ,0, z )


$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$

sigma = Q / S

ID:(15808, 0)



Densité de charge superficielle

Équation

>Top, >Modèle


La densité de charge superficielle est calculée en divisant la charge totale par la surface. Par conséquent, la relation entre a densité de charge par zone ($\sigma$) et a charge ($Q$) avec a espace conducteur ($S$) est établie comme suit :

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$

$Q$
Charge
$C$
5459
$\sigma$
Densité de charge par zone
$C/m^2$
8536
$S$
Espace conducteur
$m^2$
8540

ID:(11460, 0)



Assiette infini

Équation

>Top, >Modèle


Le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$) c'est avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) égal à :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

$E_s$
Champ électrique d'une plaque infinie
$V/m$
8533
$\epsilon_0$
Constante de champ électrique
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante diélectrique
$-$
5463
$\sigma$
Densité de charge par zone
$C/m^2$
8536

Selon la loi de Gauss, les variables a surface sur laquelle le champ électrique est constant ($dS$), a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$), le versor normal à la section ($\hat{n}$) et le champ électrique ($\vec{E}$) satisfont à l'équation suivante :

$\displaystyle\int_S\vec{E}\cdot\hat{n}\,dS=\displaystyle\frac{Q}{\epsilon_0\epsilon}$



Dans le cas d'une surface gaussienne plane, le champ doit être constant, donc la relation de le champ électrique ($E$) avec a espace conducteur ($S$) est établie comme suit :

$ E S = \displaystyle\frac{ Q }{ \epsilon_0 \epsilon }$



Étant donné que a densité de charge par zone ($\sigma$) est également défini par :

$ \sigma = \displaystyle\frac{ Q }{ S }$



Pour le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$), l'expression résultante est :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$

ID:(11448, 0)



Champ potentiel et électrique d'une plaque

Équation

>Top, >Modèle


Le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) c'est avec le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est égal à :

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$

$E_s$
Champ électrique d'une plaque infinie
$V/m$
8533
$z$
Position sur l'axe z
$m$
8538
$\varphi_s$
Potentiel électrique, plaque infinie
$V$
8561

Le potentiel électrique de base ($\varphi_0$) en relation avec le potentiel électrique ($\varphi$), a distance infinitésimale ($ds$) et le champ électrique ($\vec{E}$) est défini par l'équation suivante :

$ \varphi =\varphi_0 - \displaystyle\int_C \vec{E}\cdot d\vec{s}$



Étant donné que le champ est proportionnel à la distance :

$E_s\propto u$



le chemin le plus simple est la distance elle-même. Cependant, le potentiel de référence ne peut être établi à l'infini car l'intégrale diverge à ce point. Par conséquent, le potentiel de référence doit être fixé à l'origine ($u\rightarrow 0$) et peut être choisi comme zéro ($\varphi_0=0$). Ainsi, la relation entre le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$), le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$), et a position sur l'axe z ($z$) est définie par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$

ID:(15812, 0)



Potentiel électrique, surfaces

Équation

>Top, >Modèle


Le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) c'est avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$), a densité de charge par zone ($\sigma$) et a position sur l'axe z ($z$) est égal à :

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

$\epsilon_0$
Constante de champ électrique
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante diélectrique
$-$
5463
$\sigma$
Densité de charge par zone
$C/m^2$
8536
$z$
Position sur l'axe z
$m$
8538
$\varphi_s$
Potentiel électrique, plaque infinie
$V$
8561

Dans le cas d'une plaque infinie, la relation entre le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$), le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est établie par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$



De même, la relation impliquant le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est définie comme suit :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



En coordonnées sphériques, cela s'exprime comme :

$\varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z$



Finalement, la relation incluant le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est déterminée par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

ID:(11586, 0)



Potentiel électrique, surfaces (1)

Équation

>Top, >Modèle


Le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) c'est avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$), a densité de charge par zone ($\sigma$) et a position sur l'axe z ($z$) est égal à :

$ \varphi_1 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_1 $

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

$\epsilon_0$
Constante de champ électrique
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante diélectrique
$-$
5463
$\sigma$
Densité de charge par zone
$C/m^2$
8536
$z$
$z_1$
Position à 1
$m$
10395
$\varphi_s$
$\varphi_1$
Potentiel électrique 1
$V$
10392

Dans le cas d'une plaque infinie, la relation entre le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$), le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est établie par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$



De même, la relation impliquant le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est définie comme suit :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



En coordonnées sphériques, cela s'exprime comme :

$\varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z$



Finalement, la relation incluant le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est déterminée par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

ID:(11586, 1)



Potentiel électrique, surfaces (2)

Équation

>Top, >Modèle


Le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) c'est avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$), a densité de charge par zone ($\sigma$) et a position sur l'axe z ($z$) est égal à :

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z_2 $

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

$\epsilon_0$
Constante de champ électrique
8.854187e-12
$C^2/m^2N$
5462
$\epsilon$
Constante diélectrique
$-$
5463
$\sigma$
Densité de charge par zone
$C/m^2$
8536
$z$
$z_2$
Position à 2
$m$
10396
$\varphi_s$
$\varphi_2$
Potentiel électrique 2
$V$
10393

Dans le cas d'une plaque infinie, la relation entre le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$), le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est établie par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du\,E_s$



De même, la relation impliquant le champ électrique d'une plaque infinie ($E_s$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est définie comme suit :

$ E_s =\displaystyle\frac{ \sigma }{ 2 \epsilon_0 \epsilon }$



En coordonnées sphériques, cela s'exprime comme :

$\varphi_s = -\displaystyle\int_0^z du \displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon }= -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z$



Finalement, la relation incluant le potentiel électrique, plaque infinie ($\varphi_s$) et a position sur l'axe z ($z$) est déterminée par l'équation suivante :

$ \varphi_s = -\displaystyle\frac{ \sigma }{2 \epsilon_0 \epsilon } z $

ID:(11586, 2)



Énergie d'une particule

Équation

>Top, >Modèle


Les potentiels électriques, qui représentent l'énergie potentielle par unité de charge, influencent la variation de la vitesse d'une particule. Par conséquent, en raison de la conservation de l'énergie entre deux points, il s'ensuit que en présence des variables a charge ($Q$), a masse molaire ($m$), a vitesse 1 ($v_1$), a vitesse 2 ($v_2$), le potentiel électrique 1 ($\varphi_1$), et le potentiel électrique 2 ($\varphi_2$), la relation suivante doit être respectée :

$ \displaystyle\frac{1}{2} m v_1 ^2 + Q \varphi_1 = \displaystyle\frac{1}{2} m v_2 ^2 + Q \varphi_2 $

$Q$
Charge
$C$
5459
$m$
Masse molaire
$kg$
5516
$\varphi_1$
Potentiel électrique 1
$V$
10392
$\varphi_2$
Potentiel électrique 2
$V$
10393
$v_1$
Vitesse 1
$m/s$
8562
$v_2$
Vitesse 2
$m/s$
8563

ID:(11596, 0)