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Leitender Zylinder

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>Modell

ID:(2075, 0)



Leitender Zylinder

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Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\epsilon$
epsilon
Dielektrizitätskonstante
-
$E_{c1}$
E_c1
Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder bei 1
V/m
$E_{c2}$
E_c2
Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder bei 2
V/m
$\varphi_1$
phi_1
Elektrisches Potential 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Elektrisches Potential 2
V
$v_1$
v_1
Geschwindigkeit 1
m/s
$v_2$
v_2
Geschwindigkeit 2
m/s
$Q$
Q
Ladung
C
$L$
L
Leitungslänge
m
$\lambda$
lambda
Lineare Ladungsdichte
C/m
$m$
m
Partikelmasse
kg
$r_1$
r_1
Radius 1
m
$r_2$
r_2
Radius 2
m
$q$
q
Test Ladung
C
$r_0$
r_0
Zylinderradius
m

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen

Im Fall einer zylindrischen Gau schen Oberfl che ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) konstant in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$). Daher kann unter Verwendung der Variablen die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) das Integral ber die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

equation=3213

F r einen Zylinder, charakterisiert durch die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$), gilt Folgendes:

equation=10464

Weiterhin wird die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) mit die Ladung ($Q$) gem der Gleichung berechnet:

equation=11459

Somit wird festgestellt, dass der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist:

equation

Im Fall einer zylindrischen Gau schen Oberfl che ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) konstant in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$). Daher kann unter Verwendung der Variablen die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) das Integral ber die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

equation=3213

F r einen Zylinder, charakterisiert durch die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$), gilt Folgendes:

equation=10464

Weiterhin wird die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) mit die Ladung ($Q$) gem der Gleichung berechnet:

equation=11459

Somit wird festgestellt, dass der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist:

equation

Der Elektrisches Potential, unendlich leitender Zylinder ($\varphi_c$) wird durch die radiale Integration von der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) von der Zylinderradius ($r_0$) bis die Achsabstand ($r$) berechnet, was zu folgender Gleichung f hrt:

equation=11577

Des Weiteren ist der Wert von der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) f r die Variablen die Ladung ($Q$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) durch die folgende Gleichung gegeben:

equation=11445

Dies impliziert, dass durch die Durchf hrung der Integration

$\varphi_c = -\displaystyle\int_{r_0}^r du \displaystyle\frac{ \lambda }{ 2 \pi \epsilon_0 \epsilon u }= -\displaystyle\frac{ \lambda }{ 2 \pi \epsilon_0 \epsilon } \ln\left(\displaystyle\frac{ r }{ r_0 }\right)$



die folgende Gleichung erhalten wird:

equation

Der Elektrisches Potential, unendlich leitender Zylinder ($\varphi_c$) wird durch die radiale Integration von der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) von der Zylinderradius ($r_0$) bis die Achsabstand ($r$) berechnet, was zu folgender Gleichung f hrt:

equation=11577

Des Weiteren ist der Wert von der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) f r die Variablen die Ladung ($Q$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) durch die folgende Gleichung gegeben:

equation=11445

Dies impliziert, dass durch die Durchf hrung der Integration

$\varphi_c = -\displaystyle\int_{r_0}^r du \displaystyle\frac{ \lambda }{ 2 \pi \epsilon_0 \epsilon u }= -\displaystyle\frac{ \lambda }{ 2 \pi \epsilon_0 \epsilon } \ln\left(\displaystyle\frac{ r }{ r_0 }\right)$



die folgende Gleichung erhalten wird:

equation


Beispiele


mechanisms

Im Fall einer zylindrischen Gau schen Oberfl che ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) konstant in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$). Daher kann unter Verwendung der Variablen die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) das Integral ber die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

equation=3213

F r einen Zylinder, charakterisiert durch die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$), gilt Folgendes:

equation=10464

was in der Grafik dargestellt ist

image

Weiterhin wird die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) mit die Ladung ($Q$) gem der Gleichung berechnet:

equation=11459

Somit wird festgestellt, dass der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist:

equation=11445

Im Fall einer zylindrischen Gau schen Oberfl che ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) konstant in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$). Daher kann unter Verwendung der Variablen die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) das Integral ber die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) mit der folgenden Gleichung berechnet werden:

equation=3213

F r einen Zylinder, charakterisiert durch die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$), gilt Folgendes:

equation=10464

Weiterhin wird die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) mit die Ladung ($Q$) gem der Gleichung berechnet:

equation=11459

Somit wird festgestellt, dass der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist:

equation=11585

Wie in der folgenden Grafik dargestellt:

image

muss das Feld an zwei Punkten die gleiche Energie aufweisen. Daher m ssen die Variablen die Ladung ($Q$), die Partikelmasse ($m$), die Geschwindigkeit 1 ($v_1$), die Geschwindigkeit 2 ($v_2$) und der Elektrisches Potential 1 ($\varphi_1$) gem der Gleichung:

equation=11585,1

und der Elektrisches Potential 2 ($\varphi_2$) gem der Gleichung:

equation=11585,2

die folgende Beziehung erf llen:

equation=11596


model

Die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) wird berechnet als die Ladung ($Q$) dividiert durch der Leitungslänge ($L$):

kyon

Der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist mit der Pi ($\pi$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) und die Achsabstand ($r$) ist gleich:

kyon

Der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist mit der Pi ($\pi$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) und die Achsabstand ($r$) ist gleich:

kyon

Der Elektrisches Potential, unendlich leitender Zylinder ($\varphi_c$) ist mit der Pi ($\pi$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), die Achsabstand ($r$) und der Zylinderradius ($r_0$) ist gleich:

kyon

Der Elektrisches Potential, unendlich leitender Zylinder ($\varphi_c$) ist mit der Pi ($\pi$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), die Achsabstand ($r$) und der Zylinderradius ($r_0$) ist gleich:

kyon

Elektrische Potentiale, die die potenzielle Energie pro Ladungseinheit darstellen, beeinflussen, wie sich die Geschwindigkeit eines Teilchens ndert. Daher folgt aus der Energieerhaltung zwischen zwei Punkten, dass in Anwesenheit der Variablen die Ladung ($q$), die Partikelmasse ($m$), die Geschwindigkeit 1 ($v_1$), die Geschwindigkeit 2 ($v_2$), der Elektrisches Potential 1 ($\varphi_1$) und der Elektrisches Potential 2 ($\varphi_2$) die folgende Beziehung erf llt sein muss:

kyon


>Modell

ID:(2075, 0)



Mechanismen

Definition


ID:(15794, 0)



Teilchen im elektrischen Feld eines unendlichen Zylinders

Bild

Im Fall einer zylindrischen Gaußschen Oberfläche ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) konstant in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$). Daher kann unter Verwendung der Variablen die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) das Integral über die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) mit der folgenden Gleichung berechnet werden:



Für einen Zylinder, charakterisiert durch die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$), gilt Folgendes:

$ S =2 \pi r h $



was in der Grafik dargestellt ist



Weiterhin wird die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) mit die Ladung ($Q$) gemäß der Gleichung berechnet:



Somit wird festgestellt, dass der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist:

ID:(11838, 0)



Teilchen im elektrischen Potencial eines unendlichen Zylinders

Notiz

Im Fall einer zylindrischen Gaußschen Oberfläche ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) konstant in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$). Daher kann unter Verwendung der Variablen die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) das Integral über die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) mit der folgenden Gleichung berechnet werden:



Für einen Zylinder, charakterisiert durch die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$), gilt Folgendes:

$ S =2 \pi r h $



Weiterhin wird die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$) mit die Ladung ($Q$) gemäß der Gleichung berechnet:



Somit wird festgestellt, dass der Elektrisches Feld, unendlich leitender Zylinder ($E_c$) ist:



Wie in der folgenden Grafik dargestellt:



muss das Feld an zwei Punkten die gleiche Energie aufweisen. Daher müssen die Variablen die Ladung ($Q$), die Partikelmasse ($m$), die Geschwindigkeit 1 ($v_1$), die Geschwindigkeit 2 ($v_2$) und der Elektrisches Potential 1 ($\varphi_1$) gemäß der Gleichung:



und der Elektrisches Potential 2 ($\varphi_2$) gemäß der Gleichung:



die folgende Beziehung erfüllen:

ID:(11845, 0)



Modell

Zitat


ID:(15804, 0)