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Charge ponctuelle

Storyboard

Une charge ponctuelle est un modèle idéalisé en physique où une charge est concentrée en un seul point sans dimensions. Elle génère un champ électrique qui se propage uniformément vers l'extérieur, diminuant en intensité avec le carré de la distance.

>Modèle

ID:(2074, 0)



Charge ponctuelle

Storyboard

Une charge ponctuelle est un modèle idéalisé en physique où une charge est concentrée en un seul point sans dimensions. Elle génère un champ électrique qui se propage uniformément vers l'extérieur, diminuant en intensité avec le carré de la distance.

Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$E_{p1}$
E_p1
Champ électrique d'une charge ponctuelle à 1
V/m
$E_{p2}$
E_p2
Champ électrique d'une charge ponctuelle à 2
V/m
$Q$
Q
Charge
C
$q$
q
Charge d'essai
C
$\epsilon$
epsilon
Constante diélectrique
-
$m$
m
Masse molaire
kg
$\varphi_1$
phi_1
Potentiel électrique 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Potentiel électrique 2
V
$r_1$
r_1
Radio 1
m
$r_2$
r_2
Radio 2
m
$v_1$
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 

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

 Variable   Donnée   Calculer   Cible :   Équation   À utiliser



Équations

Dans le cas d'une surface gaussienne sph rique, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par cons quent, en utilisant a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$) et a constante diélectrique ($\epsilon$), on peut calculer en int grant sur a surface sur laquelle le champ électrique est constant ($dS$) :

equation=3213

avec a surface ($S$) pour une sph re de rayon une distance entre les charges ($r$) :

equation=4731

Ainsi, le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) r sulte en :

equation

Dans le cas d'une surface gaussienne sph rique, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par cons quent, en utilisant a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$) et a constante diélectrique ($\epsilon$), on peut calculer en int grant sur a surface sur laquelle le champ électrique est constant ($dS$) :

equation=3213

avec a surface ($S$) pour une sph re de rayon une distance entre les charges ($r$) :

equation=4731

Ainsi, le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) r sulte en :

equation

Le potentiel électrique, charge ponctuelle ($\varphi_p$) est calcul partir de l'int gration radiale de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) depuis le radio ($r$) jusqu' l'infini, ce qui donne

equation=11581

D'autre part, pour a charge ($Q$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), la valeur de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) est

equation=11442

Cela implique qu'en int grant

$\varphi_p = -\displaystyle\int_{r}^{\infty} du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u^2 }= -\displaystyle\frac{ Q }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{1}{ r }$



nous obtenons

equation

Le potentiel électrique, charge ponctuelle ($\varphi_p$) est calcul partir de l'int gration radiale de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) depuis le radio ($r$) jusqu' l'infini, ce qui donne

equation=11581

D'autre part, pour a charge ($Q$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), la valeur de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) est

equation=11442

Cela implique qu'en int grant

$\varphi_p = -\displaystyle\int_{r}^{\infty} du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u^2 }= -\displaystyle\frac{ Q }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{1}{ r }$



nous obtenons

equation


Exemples


mechanisms

Dans le cas d'une surface gaussienne sph rique, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par cons quent, en utilisant a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$) et a constante diélectrique ($\epsilon$), on peut calculer en int grant sur a surface sur laquelle le champ électrique est constant ($dS$) :

equation=3213

avec a surface ($S$) pour une sph re de rayon une distance entre les charges ($r$) :

equation=4731

image

Ainsi, le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) r sulte en :

equation=11442

Le potentiel électrique, charge ponctuelle ($\varphi_p$) est calcul partir de l'int gration radiale de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) depuis le radio ($r$) jusqu' l'infini, ce qui donne

equation=11581

D'autre part, pour a charge ($Q$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), la valeur de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) est

equation=11442

Cela implique qu'en int grant

$\varphi_p = -\displaystyle\int_{r}^{\infty} du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u^2 }= -\displaystyle\frac{ Q }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{1}{ r }$



nous obtenons

equation=11576

Comme illustr dans le graphique suivant :

image

le champ en deux points doit poss der la m me nergie. Par cons quent, 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' quation :

equation=11576,1

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

equation=11576,2

doivent satisfaire la relation suivante :

equation=11596


model

Le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) uma fun o de a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) e a distance entre les charges ($r$) e calculada da seguinte forma:

kyon

Le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) uma fun o de a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) e a distance entre les charges ($r$) e calculada da seguinte forma:

kyon

Les potentiels lectriques, qui repr sentent l' nergie potentielle par unit de charge, influencent la variation de la vitesse d'une particule. Par cons quent, en raison de la conservation de l' nergie entre deux points, il s'ensuit que en pr sence 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 tre respect e :

kyon


>Modèle

ID:(2074, 0)



Mécanismes

Définition


ID:(15793, 0)



Calcul du potentiel électrique, charge ponctuelle

Image

Dans le cas d'une surface gaussienne sphérique, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par conséquent, en utilisant a charge ($Q$), a constante de champ électrique ($\epsilon_0$) et a constante diélectrique ($\epsilon$), on peut calculer en intégrant sur a surface sur laquelle le champ électrique est constant ($dS$) :



avec a surface ($S$) pour une sphère de rayon une distance entre les charges ($r$) :





Ainsi, le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) résulte en :

ID:(11835, 0)



Particule dans le potentiel électrique de charge ponctuelle

Noter

Le potentiel électrique, charge ponctuelle ($\varphi_p$) est calculé à partir de l'intégration radiale de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) depuis le radio ($r$) jusqu'à l'infini, ce qui donne



D'autre part, pour a charge ($Q$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), la valeur de le champ électrique d'une charge ponctuelle ($E_p$) est



Cela implique qu'en intégrant

$\varphi_p = -\displaystyle\int_{r}^{\infty} du \displaystyle\frac{ Q }{4 \pi \epsilon_0 \epsilon u^2 }= -\displaystyle\frac{ Q }{ 4 \pi \epsilon_0 \epsilon }\displaystyle\frac{1}{ r }$



nous obtenons



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 :



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



doivent satisfaire la relation suivante :

ID:(11842, 0)



Modèle

Citation


ID:(15803, 0)