Aplety

  Elektrické pole v okolí sústavy vodičov 

Elektrické pole

 

Otvorte si aplet Illustration 24.3: A Cylinder of Charge z adresy: http://www.compadre.org/Physlets/electromagnetism/illustration24_3.cfm do nového okna.

 

1. úloha:

Aplet umožňuje pozorovať aké je pole v okolí vodiča, ktorého prierez je zobrazovaný na aplete. Zmenou počtu vodičov je možné meniť pole, a tým aj tvar siločiar poľa. Zvoľte jeden vodič (add a line charge). Potom pridajte 2-9 nábojov.

Odpovedzte na nasledujúcu otázku: Aké je pole v okolí jedného vodiča z hľadiska smeru a veľkosti? Aké je pole v okolí 2-9 vodičov?

Odpoveď

2. úloha:

Zvoľte možnosť 10 vodičov (add 10) a pozorujte pole. Potom zvoľte polovica vodiča- polkruh (half). 


Odpovedzte na nasledujúcu otázku: Ovplyvní počet vodičov symetriu elektrostatického poľa?  

Odpoveď

3. úloha:

Zvoľte možnosť celý vodič - kružnica (full).

Odpovedzte na nasledujúce otázky: Aké je pole v okolí vzniknutého vodiča ohnutého do tvaru kružnice? Ako by ste dokázali pomocou Gaussovho zákona, že vo vnútri vodiča nie je pole?

Odpoveď

 

Pomôcka: Gaussov zákon elektrostatiky znie: tok vektora intenzity cez ľubovoľnú uzavretú plochu je priamoúmerný náboju, ktorý plocha obopína a nepriamoúmerný permitivite vákua.

 

 

 

Odpovede:

1. úloha: Siločiary jedného vodiča smerujú von od vodiča, pričom veľkosť intenzity poľa sa zo zvačšujúcou sa vzdialenosťou zmenšuje (slabšia intenzita modrej farby), v rovnakej vzdialenosti má rovnakú hodnotu. Toto pole je radiálne, platí pre neho symetria. Pole je symetrické aj pre 2-9 vodičov, siločiary vystupujú von, sú kolmé na vodič a z hľadiska veľkosti je najsilnešie v okolí 9 vodiča. 
2. úloha Počet vodičov ovplyvní symetriu poľa. Pri 10 vodičoch je pole symetrické, pri možnosti polovica je pole symetrické len v hornej časti. 
3. úloha: Pole v  okolí  vodiča s dutinou (tvaru kružnice) je symetrické, vo vnútri je nulové. Ak by sme si zvolili za Gaussovu plochu kružnicu, a umiestnili by sme ju tesne kolo dutiny vodiča, potom tok vektora intenzity cez túto plochu by bol nulový, kedže vo vnútri vodiča nie je náboj (platí, že každý náboj privedený na vodivé teleso sa rozloží v povrchovej vrstve telesa. Vo vnútri vodiča neostane žiadny náboj).

 

© Návrh úloh: Zuzana Gibová, 2016