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Deux plaques à charges opposées

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La géométrie connue sous le nom de plaques parallèles peut être décrite comme deux plans infinis chargés électriquement de charges égales et opposées.

>Modèle

ID:(2076, 0)


Mécanismes

Description


ID:(15795, 0)


Particule dans un champ électrique infini à deux plaques

Description

Dans le cas d'une surface gaussienne plane, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par conséquent, en utilisant les variables 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 ($dS$) :

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



ce qui est montré dans le graphique



De plus, a densité de charge par zone ($\sigma$) est calculé en utilisant a surface ($S$) et a charge ($Q$) selon l'équation suivante :

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



Par conséquent, il en résulte que le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) est :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$


ID:(11836, 0)


Particule dans un potentiel électrique infini à deux plaques

Description

Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) en relation avec le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) et a position sur l'axe z ($z$) s'exprime comme suit :

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



De même, le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) en relation avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est défini par :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



En intégrant depuis l'origine, nous obtenons :

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



Ainsi, le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) est donné par :

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



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

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \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:(11843, 0)


Modèle

Description



ID:(15805, 0)


Deux plaques à charges opposées

Description

La géométrie connue sous le nom de plaques parallèles peut être décrite comme deux plans infinis chargés électriquement de charges égales et opposées.

Variables

Symbole
Texte
Variable
Valeur
Unités
Calculer
Valor MKS
Unités MKS
$E_d$
E_d
Champ électrique, deux plaques infinies
V/m
$Q$
Q
Charge
C
$q$
q
Charge d'essai
C
$\epsilon$
epsilon
Constante diélectrique
-
$\sigma$
sigma
Densité de charge par zone
C/m^2
$S$
S
Espace conducteur
m^2
$m$
m
Masse molaire
kg
$z_1$
z_1
Position à 1
m
$z_2$
z_2
Position à 2
m
$\varphi_1$
phi_1
Potentiel électrique 1
V
$\varphi_2$
phi_2
Potentiel électrique 2
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 

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

Calculs

Symbole
Équation
Résolu
Traduit

 Variable   Donnée   Calculer   Cible :   Équation   À utiliser



Équations

Dans le cas d'une surface gaussienne plane, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par cons quent, en utilisant les variables 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 ($dS$) :

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



De plus, a densité de charge par zone ($\sigma$) est calcul en utilisant a surface ($S$) et a charge ($Q$) selon l' quation suivante :

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



Par cons quent, il en r sulte que le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) est :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$


(ID 11449)

Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) en relation avec le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) et a position sur l'axe z ($z$) s'exprime comme suit :

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



De m me, le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) en relation avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est d fini par :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



En int grant depuis l'origine, nous obtenons :

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



Ainsi, le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) est donn par :

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


(ID 11587)

Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) en relation avec le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) et a position sur l'axe z ($z$) s'exprime comme suit :

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



De m me, le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) en relation avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est d fini par :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



En int grant depuis l'origine, nous obtenons :

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



Ainsi, le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) est donn par :

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


(ID 11587)


Exemples


(ID 15795)

Dans le cas d'une surface gaussienne plane, le champ électrique ($\vec{E}$) est constant dans la direction de le versor normal à la section ($\hat{n}$). Par cons quent, en utilisant les variables 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 ($dS$) :

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



ce qui est montr dans le graphique



De plus, a densité de charge par zone ($\sigma$) est calcul en utilisant a surface ($S$) et a charge ($Q$) selon l' quation suivante :

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



Par cons quent, il en r sulte que le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) est :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$


(ID 11836)

Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) en relation avec le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) et a position sur l'axe z ($z$) s'exprime comme suit :

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



De m me, le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) en relation avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est d fini par :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



En int grant depuis l'origine, nous obtenons :

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



Ainsi, le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) est donn par :

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



Comme illustr dans le graphique suivant :



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 :

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



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

$ \varphi_2 = -\displaystyle\frac{ \sigma }{ \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 11843)



(ID 15805)

La densit de charge superficielle est calcul e en divisant la charge totale par la surface. Par cons quent, la relation entre a densité de charge par zone ($\sigma$) et a charge ($Q$) avec a espace conducteur ($S$) est tablie comme suit :

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



(ID 11460)

Le champ électrique, deux plaques infinies ($E_d$) c'est avec a constante de champ électrique ($\epsilon_0$), a constante diélectrique ($\epsilon$) et a densité de charge par zone ($\sigma$) est gal :

$ E_d =\displaystyle\frac{ \sigma }{ \epsilon_0 \epsilon }$



(ID 11449)

Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) 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 gal :

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



(ID 11587)

Le potentiel électrique, deux plaques infinies ($\varphi_d$) 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 gal :

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



(ID 11587)

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 :

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




(ID 11596)


ID:(2076, 0)