JoVE Logo

Oturum Aç

23.6 : Gauss's Law: Cylindrical Symmetry

A charge distribution has cylindrical symmetry if the charge density depends only upon the distance from the axis of the cylinder and does not vary along the axis or with the direction about the axis. In other words, if a system varies if it is rotated around the axis or shifted along the axis, it does not have cylindrical symmetry. In real systems, we do not have infinite cylinders; however, if the cylindrical object is considerably longer than the radius from it that we are interested in, then the approximation of an infinite cylinder becomes useful.

In all cylindrically symmetrical cases, the electric field at any point P must also display cylindrical symmetry. To make use of the direction and functional dependence of the electric field, a closed Gaussian surface in the shape of a cylinder with the same axis as the axis of the charge distribution is chosen. The flux through this surface of radius r and height L is easy to compute if we divide our task into two parts: (a) the flux through the flat ends and (b) the flux through the curved surface. The electric field is perpendicular to the cylindrical side and parallel to the planar end caps of the surface. The flux is only due to the cylindrical part whereas the flux through the end caps is zero because the area vector is perpendicular to the electric field. Thus, the flux is

Electric flux equation diagram: ΦE = E(2πrl); integral calculus, electromagnetic theory.

According to Gauss's law, the flux must equal the amount of charge within the volume enclosed by this surface divided by the permittivity of free space. For a cylinder of length L, the charge enclosed by the cylinder is the product of the charge per unit length and the cylinder length. Hence, Gauss’s law for any cylindrically symmetrical charge distribution yields the following magnitude of the electric field at a distance r away from the axis:

Electric field equation, E(r) = λ_enc / (2πε₀r), formula representation for electrostatics.

Etiketler

Gauss s LawCylindrical SymmetryCharge DistributionElectric FieldGaussian SurfaceFluxCharge DensityPermittivity Of Free SpaceClosed CylinderInfinite Cylinder ApproximationElectric FluxSymmetrical Cases

Bölümden 23:

article

Now Playing

23.6 : Gauss's Law: Cylindrical Symmetry

Gauss Yasası

7.4K Görüntüleme Sayısı

article

23.1 : Elektrik Akısı

Gauss Yasası

7.6K Görüntüleme Sayısı

article

23.2 : Elektrik Akısının Hesaplanması

Gauss Yasası

1.7K Görüntüleme Sayısı

article

23.3 : Gauss Yasası

Gauss Yasası

7.1K Görüntüleme Sayısı

article

23.4 : Gauss Yasası: Problem Çözme

Gauss Yasası

1.6K Görüntüleme Sayısı

article

23.5 : Gauss Yasası: Küresel Simetri

Gauss Yasası

7.3K Görüntüleme Sayısı

article

23.7 : Gauss Yasası: Düzlemsel Simetri

Gauss Yasası

7.8K Görüntüleme Sayısı

article

23.8 : Bir iletkenin içindeki elektrik alanı

Gauss Yasası

5.9K Görüntüleme Sayısı

article

23.9 : Bir iletken üzerinde şarj edin

Gauss Yasası

4.4K Görüntüleme Sayısı

article

23.10 : Bir iletkenin yüzeyindeki elektrik alanı

Gauss Yasası

4.6K Görüntüleme Sayısı

article

23.11 : Düzgün Yüklü Olmayan Bir Kürenin Elektrik Alanı

Gauss Yasası

1.4K Görüntüleme Sayısı

article

23.12 : Paralel İletken Plakaların Elektrik Alanı

Gauss Yasası

869 Görüntüleme Sayısı

article

23.13 : Elektrik Alanının Sapması ve Kıvrılması

Gauss Yasası

5.4K Görüntüleme Sayısı

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Araştırma

Eğitim

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır