Naładowany ładunkiem elektrycznym dysk a pole magnetyczne

Pole elektryczne i elektrostatyczne. Oddziaływania magnetyczne i siła elektrodynamiczna. Prąd stały i prąd zmienny.
mmss
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 170
Rejestracja: 1 lis 2018, o 15:40
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Warszawa
Podziękował: 17 razy
Pomógł: 2 razy

Naładowany ładunkiem elektrycznym dysk a pole magnetyczne

Post autor: mmss »

Cześć, mam problem z takim zadaniem.

Mamy dysk o promieniu \(\displaystyle{ R}\) naładowany jednorodnie ładunkiem \(\displaystyle{ -q}\) o gęstości powierzchniowej \(\displaystyle{ \sigma}\). Przez środek dysku mamy przepuszczoną oś obrotu dysku prostopadłą do powierzchni dysku. Dysk obraca się ze stałą prędkością kątową o wartości \(\displaystyle{ \omega}\). Wyznacz wartość indukcji pola magnetycznego i kierunek wektora \(\displaystyle{ \vec{B}}\) , które pojawia się w wyniku obrotu dysku - a więc poruszających się ładunków(tak ja to sobie wyobrażam - że dlatego pojawia się pole magnetyczne).

Mam z tym zadaniem duży problem (siedzę nad nim pół dnia ). To do czego doszedłem to poniżej :

Narzuca mi się zastosowanie prawa Biota-Savarta. Zapisane w postaci skalarnej mówi nam że wkład elementu \(\displaystyle{ dB}\) do wypadkowej wartości pola magnetycznego to \(\displaystyle{ dB = \frac{\mu_{0}I \cdot dl \cdot \sin{\alpha}}{4\pi d^2}}\). Kąt \(\displaystyle{ \alpha}\) to jest kąt pomiędzy elementami prądu \(\displaystyle{ I \vec{dl}}\) a \(\displaystyle{ \vec{d}}\) gdzie wektor \(\displaystyle{ \vec{d}}\) łączy nam element prądu z punktem przestrzeni w której badamy pole magnetyczne.

No to mamy : \(\displaystyle{ dq = - \sigma rdrd\phi}\) oraz \(\displaystyle{ dl = \omega d\phi}\).

Niestety, mam już problem z poprawnym wyznaczeniem natężenie płynącego w "okręgach" tego dysku, a potem jak policzyć ostatecznie wartość indukcji \(\displaystyle{ dB}\).

Czy mógłbym poprosić o wsparcie. Niestety, musze się się tych rzeczy nauczyć sam, i nie mam kogo zapytać w cztery oczy.-- 5 lip 2019, o 00:06 --
mmss pisze:Cześć, mam problem z takim zadaniem.

Mamy dysk o promieniu \(\displaystyle{ R}\) naładowany jednorodnie ładunkiem \(\displaystyle{ -q}\) o gęstości powierzchniowej \(\displaystyle{ \sigma}\). Przez środek dysku mamy przepuszczoną oś obrotu dysku prostopadłą do powierzchni dysku. Dysk obraca się ze stałą prędkością kątową o wartości \(\displaystyle{ \omega}\). Wyznacz wartość indukcji pola magnetycznego i kierunek wektora \(\displaystyle{ \vec{B}}\) , które pojawia się w wyniku obrotu dysku - a więc poruszających się ładunków(tak ja to sobie wyobrażam - że dlatego pojawia się pole magnetyczne).

Mam z tym zadaniem duży problem (siedzę nad nim pół dnia ). To do czego doszedłem to poniżej :

Narzuca mi się zastosowanie prawa Biota-Savarta. Zapisane w postaci skalarnej mówi nam że wkład elementu \(\displaystyle{ dB}\) do wypadkowej wartości pola magnetycznego to \(\displaystyle{ dB = \frac{\mu_{0}I \cdot dl \cdot \sin{\alpha}}{4\pi d^2}}\). Kąt \(\displaystyle{ \alpha}\) to jest kąt pomiędzy elementami prądu \(\displaystyle{ I \vec{dl}}\) a \(\displaystyle{ \vec{d}}\) gdzie wektor \(\displaystyle{ \vec{d}}\) łączy nam element prądu z punktem przestrzeni w której badamy pole magnetyczne.

No to mamy : \(\displaystyle{ dq = - \sigma rdrd\phi}\) oraz \(\displaystyle{ dl = \omega r\phi}\).

Niestety, mam już problem z poprawnym wyznaczeniem natężenie płynącego w "okręgach" tego dysku, a potem jak policzyć ostatecznie wartość indukcji \(\displaystyle{ dB}\).

Czy mógłbym poprosić o wsparcie. Niestety, musze się się tych rzeczy nauczyć sam, i nie mam kogo zapytać w cztery oczy.
Guzzi
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 194
Rejestracja: 10 gru 2012, o 12:18
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Wrocław
Podziękował: 9 razy
Pomógł: 52 razy

Re: Naładowany ładunkiem elektrycznym dysk a pole magnetyczn

Post autor: Guzzi »

Spróbuj podzielić dysk na nieskończenie cienkie pierścienie o szerokości \(\displaystyle{ \mbox{d}r}\), na którym zgromadzony jest ładunek \(\displaystyle{ \mbox{d}q}\). Wykorzystaj fakt, że natężenie pola magnetycznego w punkcie położonym na osi przewodu kołowego o promieniu \(\displaystyle{ R}\) jest równe:

\(\displaystyle{ B\left( x\right) = \frac{ \mu_{0} R^{2}I }{2 \left( R^{2}+ x^{2} \right) ^{ \frac{3}{2} } }}\)

gdzie \(\displaystyle{ x}\) jest odległością punktu od środka dysku.

Jak nie pomoże, to będziemy podpowiadać dalej.
janusz47
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 7917
Rejestracja: 18 mar 2009, o 16:24
Płeć: Mężczyzna
Podziękował: 30 razy
Pomógł: 1671 razy

Re: Naładowany ładunkiem elektrycznym dysk a pole magnetyczn

Post autor: janusz47 »

54065.htm

Jaki będzie kierunek i zwrot wektora indukcji magnetycznej?
ODPOWIEDZ