PDF created with pdffactory trial version

Σχετικά έγγραφα
החשמלי השדה הקדמה: (אדום) הוא גוף הטעון במטען q, כאשר גוף B, נכנס אל תוך התחום בו השדה משפיע, השדה מפעיל עליו כוח.

תרגול 5 פוטנציאל חשמלי ואנרגייה חשמלית

Charles Augustin COULOMB ( ) קולון חוק = K F E המרחק סטט-קולון.

קבל מורכב משני מוליכים, אשר אינם במגע אחד עם השני, בכל צורה שהיא. כאשר קבל טעון, על כל "לוח" יש את אותה כמות מטען, אך הסימנים הם הפוכים.

גבול ורציפות של פונקציה סקלרית שאלות נוספות

חלק ראשון אלקטרוסטטיקה

תרגיל 13 משפטי רול ולגראנז הערות

אלקטרומגנטיות אנליטית תירגול #2 סטטיקה

מחוון פתרון לתרגילי חזרה באלקטרומגנטיות קיץ תשס"ז. V=ε R

פתרון תרגיל 5 מבוא ללוגיקה ותורת הקבוצות, סתיו תשע"ד

= 2. + sin(240 ) = = 3 ( tan(α) = 5 2 = sin(α) = sin(α) = 5. os(α) = + c ot(α) = π)) sin( 60 ) sin( 60 ) sin(

חשמל ומגנטיות תשע"ה תרגול 3 פוטנציאל חשמלי ואנרגיה אלקטרוסטטית

פתרון תרגיל מרחבים וקטורים. x = s t ולכן. ur uur נסמן, ur uur לכן U הוא. ur uur. ur uur

שאלה 1 V AB פתרון AB 30 R3 20 R

תרגול 1 חזרה טורי פורייה והתמרות אינטגרליות חורף תשע"ב זהויות טריגונומטריות

אוסף שאלות מס. 3 פתרונות

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד ג' תשע"ד, מיום 0/8/0610 שאלונים: 315, מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן

שדות תזכורת: פולינום ממעלה 2 או 3 מעל שדה הוא פריק אם ורק אם יש לו שורש בשדה. שקיימים 5 מספרים שלמים שונים , ראשוני. שעבורם

חורף תש''ע פתרון בחינה סופית מועד א'

ל הזכויות שמורות לדפנה וסטרייך

I. גבולות. x 0. מתקיים L < ε. lim אם ורק אם. ( x) = 1. lim = 1. lim. x x ( ) הפונקציה נגזרות Δ 0. x Δx

תשס"ז שאלות מהחוברת: שאלה 1: 3 ס"מ פתרון: = = F r 03.0 שאלה 2: R פתרון: F 2 = 1 10

סיכום בנושא של דיפרנציאביליות ונגזרות כיווניות

יסודות לוגיקה ותורת הקבוצות למערכות מידע (סמסטר ב 2012)

חוק קולון והשדה האלקטרוסטטי

בפיסיקה 1 למדתם שישנם כוחות משמרים וכוחות אשר אינם משמרים. כח משמר הינו כח. F dl = 0. U = u B u A =

פתרון מבחן פיזיקה 5 יח"ל טור א' שדה מגנטי ורמות אנרגיה פרק א שדה מגנטי (100 נקודות)

פתרון תרגיל 8. מרחבים וקטורים פרישה, תלות \ אי-תלות לינארית, בסיס ומימד ... ( ) ( ) ( ) = L. uuruuruur. { v,v,v ( ) ( ) ( ) ( )

סיכום- בעיות מינימוםמקסימום - שאלון 806

פתרון 4. a = Δv Δt = = 2.5 m s 10 0 = 25. y = y v = 15.33m s = 40 2 = 20 m s. v = = 30m x = t. x = x 0.

תרגול #7 עבודה ואנרגיה

תרגול פעולות מומצאות 3

לדוגמה: במפורט: x C. ,a,7 ו- 13. כלומר בקיצור

x a x n D f (iii) x n a ,Cauchy

תרגיל אמצע הסמסטר - פתרונות

3-9 - a < x < a, a < x < a

gcd 24,15 = 3 3 =

שטף בהקשר של שדה וקטורי הוא "כמות" השדה הוקטורי העובר דרך משטח מסויים. שטף חשמלי מוגדר כך:

A X. Coulomb. nc = q e = x C

תרגיל 7 פונקציות טריגונומטריות הערות

גלים א. חיבור שני גלים ב. חיבור N גלים ג. גלים מונוכרומטיים וגלים קוהרנטיים ד. זרם העתקה ה. משוואות מקסוול ו. גלים אלקטרומגנטיים

Electric Potential and Energy

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 8 חורף תשע"ו ( ) ... חלק ראשון: שאלות שאינן להגשה נפריד למקרים:

אופרטור ה"נבלה" (או דל)

.(radiation אלקטרומגנטית. רתרפורד).

ושל (השטח המקווקו בציור) . g(x) = 4 2x. ו- t x = g(x) f(x) dx

סיכום חקירת משוואות מהמעלה הראשונה ומהמעלה השנייה פרק זה הינו חלק מסיכום כולל לשאלון 005 שנכתב על-ידי מאיר בכור

דינמיקה כוחות. N = kg m s 2 מתאפסת.

פתרוןגליוןעבודהמס. 5 בפיסיקה 2

תשובות מלאות לבחינת הבגרות במתמטיקה מועד חורף תשע"א, מיום 31/1/2011 שאלון: מוצע על ידי בית הספר לבגרות ולפסיכומטרי של אבירם פלדמן.

חשמל ומגנטיות תשע"ה תרגול 6 קיבול וחומרים דיאלקטרים

אינפי - 1 תרגול בינואר 2012

פתרון של בעיות פוטנציאל בשני מימדים פונקציה אנליטית: פונקציה שבה החלק הממשי וגם החלק המדומה מקיימים את משוואת לפלס:

תרגילים באמצעות Q. תרגיל 2 CD,BF,AE הם גבהים במשולש .ABC הקטעים. ABC D נמצאת על המעגל בין A ל- C כך ש-. AD BF ABC FME

גליון 1 גליון 2 = = ( x) ( x)

פתרון א. כיוון שהכדור מוליך, כל המטענים החשמליים יתרכזו על שפתו. לפי חוק גאוס: (כמו במטען נקודתי) כצפוי (שדה חשמלי בתוך מוליך תמיד מתאפס).

את כיוון המהירות. A, B

דף תרגילים תנועת מטען בשדה מגנטיות

brookal/logic.html לוגיקה מתמטית תרגיל אלון ברוק

תרגול 6 חיכוך ותנועה מעגלית

צעד ראשון להצטיינות מבוא: קבוצות מיוחדות של מספרים ממשיים

אוסף שאלות מס. 5. שאלה 1 בדוגמאות הבאות, נגדיר פונקציה על ידי הרכבה: y(t)).g(t) = f(x(t), בשתי דרכים:

התשובות בסוף! שאלה 1:

תרגיל 3 שטף חשמלי ומשפט גאוס

T 1. T 3 x T 3 בזווית, N ( ) ( ) ( ) התלוי. N mg שמאלה (כיוון

הפקולטה לפיסיקה בחינת פיסיקה 2 ממ סמסטר אביב תשע"ה מועד טור 0

תרגול #10 מרכז מסה, מומנט התמד ומומנט כח

קיום ויחידות פתרונות למשוואות דיפרנציאליות

תרגול מס' 6 פתרון מערכת משוואות ליניארית

שימושים גיאומטריים ופיזיקליים לחומר הנלמד באינפי 4

פרק 5 טורי חזקות 5.5 טור לורן. (z z 0 ) m. c n = 1. 2πi γ (ξ z 0 ) n+1dξ, .a 1 = 1 f(z)dz בפרט,.a 2πi γ m וגם 0 0 < z z 0 < r בעיגול הנקוב z.

מתכנס בהחלט אם n n=1 a. k=m. k=m a k n n שקטן מאפסילון. אם קח, ניקח את ה- N שאנחנו. sin 2n מתכנס משום ש- n=1 n. ( 1) n 1

רשימת משפטים והגדרות

לדוגמא : dy dx. xdx = x. cos 1. cos. x dx 2. dx = 2xdx לסיכום: 5 sin 5 1 = + ( ) הוכחה: [ ] ( ) ( )

m 3kg משוחררת מנקודה A של משור משופע חלק בעל אורך

השפעת הטמפרטורה על ההתנגדות התנגדות המוליך

מכניקה אנליטית תרגול 6

קחרמב יאצמנה דחא לכ Q = 1 = 1 C לש ינעטמ ינש ינותנ (ג ( 6 )? עטמה תא ירצוי ינורטקלא המכ.1 ( 5 )? עטמ לכ לע לעופה חוכ והמ.2

חוק קולומב והשדה החשמלי

[ ] Observability, Controllability תרגול 6. ( t) t t קונטרולבילית H למימדים!!) והאובז' דוגמא: x. נשתמש בעובדה ש ) SS rank( S) = rank( עבור מטריצה m

לוגיקה ותורת הקבוצות פתרון תרגיל בית 4 אביב תשע"ו (2016)

שדות מגנטיים תופעות מגנטיות

f ( x, y) 1 5y axy x xy ye dxdy לדוגמה: axy + + = a ay e 3 2 a e a y ( ) במישור. xy ואז dxdy למישור.xy שבסיסם dxdy וגבהם y) f( x, איור 25.

אלגברה ליניארית 1 א' פתרון 2

תורה אלקטרומגנטית מרצה: בוריס שפירא 28 בספטמבר 2009

הפקולטה למדעי הטבע המחלקה לפיזיקה קורס : פיזיקה 1 א. ב. א. ב. א. ב. ג. עבודה: )1 גוף נזרק מגובה h 8m. במהירות אופקית שווה ל- 7m/s

אוניברסיטת תל אביב הפקולטה להנדסה ע"ש איבי ואלדר פליישמן

:ןורטיונ וא ןוטורפ תסמ

סדרות - תרגילים הכנה לבגרות 5 יח"ל

B d s. (displacement current) זרם תזוזה או העתקה, האם חוק אמפר שגוי לגבי מצב זה?

שאלה 1. x L שאלה 2 (8 נקודות) שאלה 3. עבור.0<x<6m הסבר. (8 נקודות)

gra לא שימושי -rad רדיינים. רדיין = רק ברדיינים. נניח שיש לנו משולש ישר זוית. היחס בין שתי הצלעות שמול הזוית הישרה, נקבע ע"י הזוית.

גודל. איור 29.1 ב- = 2 = 4. F x שני דרכים לחבר: גאומטרית ואלגברית. איור d = 3

תרגול #14 תורת היחסות הפרטית

: מציאת המטען על הקבל והזרם במעגל כפונקציה של הזמן ( )

פיזיקה מבחן מתכונת בחשמל ומגנטיות לתלמידי 5 יחידות לימוד הוראות לנבחן

דף נוסחאות - דינמיקה של גוף קשיח Rigid Body Dynamics

אלגברה לינארית מטריצות מטריצות הפיכות

c ארזים 26 בינואר משפט ברנסייד פתירה. Cl (z) = G / Cent (z) = q b r 2 הצגות ממשיות V = V 0 R C אזי מקבלים הצגה מרוכבת G GL R (V 0 ) GL C (V )

פרק 11 אינטגרל קווי ומשטחי אינטגרל קווי מסוג ראשון אורך מסילה

Transcript:

הקשר בין שדה חשמלי לפוטנציאל חשמלי E נחקור את הקשר, עבור מקרה פרטי, בו יש לנו שדה חשמלי קבוע. נתון שדה חשמלי הקבוע במרחב שגודלו שווה ל. E נסמן שתי נקודות לאורך קו שדה ו המרחק בין הנקודות שווה ל x. המתח בין הנקודות ו מוגדר על פי הקשר : ופירושו,מתח בין ל (נקרא גם מפל מתח שווה לעבודה החשמלית ליחידת מטען שנעשית כדי להביא את מטען הבוחן החיובי מנקודה לנקודה. למעשה מתח הוא גם הפרש הפוטנציאלים, אך על פי הגדרת הפוטנציאל, הדגש הוא מעבר מטען הבוחן מנקודה לנקודה ללא שינוי באנרגיה קינטית! כלומר עלינו לחשב את העבודה החיצונית ליחידת מטען הנעשית כדי להביא את מטען הבוחן ממישור יחוס, מנקודה לנקודה ללא שינוי באנרגיה קינטית. כלומר העבודה חיצונית ליחידת מטען תהיה שווה בגודלה לעבודת השדה ליחידת מטען אך בסימן הפוך לעבודת השדה. במקרה שלנו עבודת השדה חיובית, הכוח החשמלי הוא בכיוון קו השדה וגם ההעתק באותו כיוון. נשחרר מטען חיובי בנקודה הוא יגיע לנקודה עם מהירות. מסקנה הפוטנציאל ב גבוה מהפוטנציאל ב. כאשר ניתן לקבוע שקו השדה מראה את מורד הפוטנציאל. מטען חיובי ינוע באופן טבעי כלפי מורד הפוטנציאל. מחישוב עבודת השדה החשמלי נקבל: q F x E q x E x זהו קשר המקשר בין המתח לבין גודל השדה בין שתי הנקודות. ברור שהשדה מראה את כיוון מורד הפוטנציאל, ולכן הפוטנציאל ב גבוה מהפוטנציאל ב. העבודה החיצונית חייבת להיות שלילית. q ( q 1

לפעמים רוצים למצוא את הפוטנציאל בכל נקודה, לשם כך יש לעבוד עם ההגדרה. הגדרה: הפוטנציאל בנקודה שווה לעבודה החיצונית ליחידת מטען שיש לעשות כנגד כוח החשמלי, בהעברת מטען בוחן ממישור יחוס לנקודה,ללא שינוי באנרגיה קינטית. במקרה שלנו אי אפשר להגדיר מישור יחוס באינסוף כי, שדה קבוע יכול להיווצר רק באיזור מסוים ולא עד אינסוף, כי הכוח החשמלי תמיד תלוי במרחק הוא יכול לא להיות תלוי במרחק רק בקירוב מסוים. בנקודה הפוטנציאל שווה לאפס. מהו הפוטנציאל בנקודה? q q E x x E x זהו קשר המחשב את הפוטנציאל בנקודה. X x כאשר השדה אינו קבוע, אז ניתן לחלק את קו השדה לקטעים קטנים, אלמנטים, שבכל אלמנט כזה יש שדה קבוע. d x E dx עבודה זה גודל סקלרי. העבודה הכוללת מחושבת מסכום העבודות החלקיות, לכן הפוטנציאל הכולל בנקודה x יהיה שווה לסכום המתחים החלקיים Σ E dx E dx ( ( d x dx כמובן שקשר זה יכול להכתב בצורה אחרת: E וזה אומר שגודל השדה הוא השינוי של הפוטנציאל כתלות במרחק. המינוס מראה שהכיוון של השדה הפוך לשינוי, או במילים אחרות כיוון השדה מראה את מורד הפוטנציאל. לפעמים נהוג למדוד את השדה ביחידות של וולט למטר. לדוגמה: שדה של 1 אומר שעל כל מטר יש שינוי של 1 וולט. m

משפטים לחשיבה: כאשר שדה שווה לאפס, זה אומר שאין שינוי בפוטנציאל, הוא יכול לקבל ערך קבוע גם אפס וגם ערך חיובי או שלילי אחר. פשוט אין שינוי בפוטנציאל. פוטנציאל קבוע- משטח שווה פוטנציאל. כאשר פוטנציאל שווה לאפס זה לא אומר שום דבר, אבל כאשר הפרש הפוטנציאלים שווה לאפס זה אומר שהשדה שווה לאפס. נסכם באופן כללי: הקשר בין שדה חשמלי להפרש פוטנציאלים נבחר שתי נקודות ו- לאורך אותו קו שדה כלשהו שהמרחק ביניהן הוא r. נחשב את העבודה שיש לבצע על מנת להעביר חלקיק כלשהו 'q מהנקודה לנקודה. מכיוון שהשדה החשמלי אינו בהכרח קבוע, אך הפונקציה שלו ידוע. כלומר תלות הכוח במרחק פונקציה מתמטית ידועה. F dr ( E q dr וגם ראינו כי q ( q מהשוואת שני הביטויים נקבל: ( E dr d dr מסקנה: כאשר יודעים את פונקצית השדה כתלות במרחק אז חישוב מינוס האינטגרל על הפונקציה (חישוב השטח הכלוא נותן את המתח בין שתי נקודות. לחילופין לכל פעולה מתמטית יש פעולה הפוכה. כלומר אם יודעים את תלות הפוטנציאל במרחק אז מינוס השיפוע של הפונקציה נותן את גודל השדה. (פעולת גזירה E השדה החשמלי מתאר את קצב ירידת הפוטנציאל לאורך הקטע ולכן הוא נקרא גם:מורד הפוטנציאל. 3

[ E ] יחידות השדה החשמלי בשיטת היחידות : m.k.s [ ] olt 1Joule N m N [ x ] meter 1 1 C m C Coulomb meter כיוון השדה הוא תמיד מהפוטנציאל הגבוה לפונציאל הנמוך. הזווית בין השדה החשמלי והפוטנציאל החשמלי היא זווית ישרה מערכת קווי השדה אורתוגונלית למערכת קווי הפוטנציאל. כיוון קווי השדה החשמלי מצביע תמיד על כיוון ירידת הפוטנציאל. זאת מאחר והפוטנציאל מוגדר כעבודה כנגד השדה. לכן אם נלך בכיוון השדה הפוטנציאל ירד ואם נלך נגד כיוון השדה הפוטנציאל יגדל. קווי הפוטנציאל צפופים יותר באזורים בהם עוצמת השדה החשמלי חזקה יותר. אזורים בהם הפוטנציאל יורד במהירות הם אזורים שבהם פועל שדה חזק. קווי פוטנציאל הם עקומים סגורים (בניגוד מוחלט לקווי שדה חשמלי אשר פתוחים תמיד. 4

האלקטרון וולט האלקטרון-וולט היא יחידת אנרגיה חדשה לא בשיטה המטרית. נהוג להשתמש בה בחישובים של אטומים או חלקי אטומים. כמות אנרגיה זו שווה לכמות אנרגיה שאלקטרון מקבל כאשר הוא מואץ בהפרש של 1 וולט. 1( e E q 1( 1.6 10 ( c 1.6 10 נחשב זאת: J ( לדוגמה: מעניקים אנרגיה של (e 7 לאלקטרון המסתובב סביב פרוטון ברדיוס של (m 10-10*0.53 לאיזה מרחק יגיע האלקטרון? נמצא את האנרגיה ההתחלתית של האלקטרון: mv Ke( e E E + E + TOTL K r נמצא מהירות סיבוב מחוק קולון: Kee v Ke F ma m v r r r m r נציב בקשר הקודם mv Ke( e m Ke Ke Ke + r m r r r אנרגיה כללית זו נכונה לכל מסלול מעגלי, שהאלקטרון מסתובב בו Ke r 9 9 10 (1.6 10 0.53 10 10.17 10 נציב ערכים: ( J 13.6( e E f מאנרגיה התחלתית זו נותנים עוד 7 אלקטרון וולט כלומר האנרגיה הסופית שווה ל E + E 13.6( e + 7( e 6.6( e 1.056 10 ( J Ke r 1.056 10 נמצא איזה רדיוס נותן אנרגיה זו 9 9 10 (1.6 10 10 r 1.09 10 ( m 1.056 10 5