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Draht

Storyboard

Die Geometrie, die als Draht bezeichnet wird, kann als ein Zylinder von unendlicher Länge verstanden werden, bei dem der Abstand zur Achse viel größer ist als der Radius des Zylinders. Im Wesentlichen entspricht dies einem Fall, bei dem der Radius gegen Null geht und somit zu einer unendlich dünnen Ladungslinie wird.

>Modell

ID:(2073, 0)



Draht

Storyboard

Die Geometrie, die als Draht bezeichnet wird, kann als ein Zylinder von unendlicher Länge verstanden werden, bei dem der Abstand zur Achse viel größer ist als der Radius des Zylinders. Im Wesentlichen entspricht dies einem Fall, bei dem der Radius gegen Null geht und somit zu einer unendlich dünnen Ladungslinie wird.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$\epsilon$
epsilon
Dielektrizitätskonstante
-
$E_{w1}$
E_w1
Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes in 1
V/m
$E_{w2}$
E_w2
Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes in 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
$r_0$
r_0
Referenzradius
m
$q$
q
Test Ladung
C

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 sph rischen Gau 'schen Oberfl che ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$) konstant. Daher kann es unter Verwendung von die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) durch Integration ber die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) berechnet werden:

equation=3213

Mit die Oberfläche ($S$) f r einen Zylinder von die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$):

equation=10464

und die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), berechnet mit die Ladung ($Q$):

equation=11459

Damit,

equation

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

equation=3213

Mit die Oberfläche ($S$) f r einen Zylinder von die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$):

equation=10464

und die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), berechnet mit die Ladung ($Q$):

equation=11459

Damit,

equation

Der Elektrisches Potenzial, unendlicher Draht ($\varphi_w$) wird durch die radiale Integration von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) von der Referenzradius ($r_0$) bis die Achsabstand ($r$) berechnet, was zu folgender Gleichung f hrt:

equation=15814

Des Weiteren ist der Wert von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) f r die Variablen die Ladung ($Q$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) durch die folgende Gleichung gegeben:

equation=11444

Dies impliziert, dass durch die Durchf hrung der Integration

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



die folgende Gleichung erhalten wird:

equation

Der Elektrisches Potenzial, unendlicher Draht ($\varphi_w$) wird durch die radiale Integration von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) von der Referenzradius ($r_0$) bis die Achsabstand ($r$) berechnet, was zu folgender Gleichung f hrt:

equation=15814

Des Weiteren ist der Wert von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) f r die Variablen die Ladung ($Q$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) durch die folgende Gleichung gegeben:

equation=11444

Dies impliziert, dass durch die Durchf hrung der Integration

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



die folgende Gleichung erhalten wird:

equation


Beispiele


mechanisms

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

equation=3213

Mit die Oberfläche ($S$) f r einen Zylinder von die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$):

equation=10464

was in der Grafik dargestellt ist

image

und die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), berechnet mit die Ladung ($Q$):

equation=11459

Damit,

equation=11444

Der Elektrisches Potenzial, unendlicher Draht ($\varphi_w$) wird durch die radiale Integration von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) von der Referenzradius ($r_0$) bis die Achsabstand ($r$) berechnet, was zu folgender Gleichung f hrt:

equation=15814

Des Weiteren ist der Wert von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) f r die Variablen die Ladung ($Q$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) durch die folgende Gleichung gegeben:

equation=11444

Dies impliziert, dass durch die Durchf hrung der Integration

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



die folgende Gleichung erhalten wird:

equation=15813

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=15813,1

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

equation=15813,2

die folgende Beziehung erf llen:

equation=11596


model

Das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) ist eine Funktion von die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), die Achsabstand ($r$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und wird berechnet durch:

kyon

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

kyon

Das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) ist eine Funktion von die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), die Achsabstand ($r$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und wird berechnet durch:

kyon

Der Elektrisches Potenzial, unendlicher Draht ($\varphi_w$) ist mit der Pi ($\pi$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), die Achsabstand ($r$) und der Referenzradius ($r_0$) ist gleich:

kyon

Der Elektrisches Potenzial, unendlicher Draht ($\varphi_w$) ist mit der Pi ($\pi$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$), die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), die Achsabstand ($r$) und der Referenzradius ($r_0$) 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:(2073, 0)



Mechanismen

Definition


ID:(15792, 0)



Teilchen im elektrischen Feld eines Drahtes

Bild

Im Fall einer sphärischen Gauß'schen Oberfläche ist der Elektrisches Feld ($\vec{E}$) in Richtung von der Versor normal zum Abschnitt ($\hat{n}$) konstant. Daher kann es unter Verwendung von die Ladung ($Q$), die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) und die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) durch Integration über die Oberfläche, wo das elektrische Feld konstant ($dS$) berechnet werden:



Mit die Oberfläche ($S$) für einen Zylinder von die Achsabstand ($r$) und der Leitungslänge ($L$):

$ S =2 \pi r h $



was in der Grafik dargestellt ist



und die Lineare Ladungsdichte ($\lambda$), berechnet mit die Ladung ($Q$):



Damit,

ID:(11837, 0)



Teilchen im elektrischen Potencial eines Drahtes

Notiz

Der Elektrisches Potenzial, unendlicher Draht ($\varphi_w$) wird durch die radiale Integration von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) von der Referenzradius ($r_0$) bis die Achsabstand ($r$) berechnet, was zu folgender Gleichung führt:



Des Weiteren ist der Wert von das Elektrisches Feld eines unendlichen Drahtes ($E_w$) für die Variablen die Ladung ($Q$), die Dielektrizitätskonstante ($\epsilon$) und die Elektrische Feldkonstante ($\epsilon_0$) durch die folgende Gleichung gegeben:



Dies impliziert, dass durch die Durchführung der Integration

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



die folgende Gleichung erhalten wird:



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:(11844, 0)



Modell

Zitat


ID:(15802, 0)