Elliptik silindrning elektr maydoni

testwikidan olingan
2023-yil 26-iyun, 09:25 dagi imported>Mrshaxas versiyasi
(farq) ←Avvalgi koʻrinishi | Hozirgi koʻrinishi (farq) | Yangiroq koʻrinishi→ (farq)
Navigatsiya qismiga oʻtish Qidirish qismiga oʻtish

Andoza:Manba Elliptik silindrning elektr maydoni

Cheksiz uzun silindr sirti boʻylab zaryadlar bir jinsli taqsimlangan boʻlsin. Zaryadlarning sirt zichligi ρ. Shu bir jinsli cheksiz uzun silindr sirtidagi elektr maydonini hisoblaymiz.

Ellipsning x va z oʻqlari boʻyicha yarim oʻqlari a va b ga teng deylik. U holda, zaryadlar hosil qiladigan potensial quyidagi koʻrinishda boʻladi:

φ(x,z)=ρaadxb1x'2a2b1x'2a2dzln1(xx)2+(zz)2

Endi esa, zaryadlar silindrdan tashqarida hosil qilgan maydonning z oʻqi boʻyicha tashkil etuvchisini koʻrib chiqamiz: x2a2+z2b2=1+δ     (0<δ1) Uni quyidagicha ifodalashimiz mumkin: E1(x,z)φz=ρaadxb1x'2a2b1x'2a2dzzln1(xx)2+(zz)2=ρaadxln(xx)2+(z+b1x'2a2)2(xx)2+(zb1x'2a2)2 Bu integralni hisoblash uchun yangi oʻzgaruvchilar kiritamiz: x=acosψ,x=acosψ,b/a=ε,δ+sin2ψ=sin2φ

U holda 1x'2a2=sinψ, z=bsinφ boʻladi hamda Ez=aρ0πsinψdψln(cosψcosψ)2+ε2(sinψ+sinφ)2(cosψcosψ)2+ε2(sinψsinφ)2=aρ0πsinψdψlnsin2ψ+ψ2sin2ψψ2+ε2sin2ψ+φ2cos2ψφ2sin2ψ+ψ2sin2ψψ2+ε2sin2ψ+φ2sin2ψφ2

δ0 boʻlganda, φψ. Bu oʻtishning uzluksizligidan foydalanib integral ostidagi ifodani quyidagicha yozib olishimiz mumkin:

Ez=aρ0πsinψdψlnsin2ψ+ψ2[sin2ψψ2+ε2cos2ψψ2]sin2ψψ2[sin2ψ+ψ2+ε2cos2ψ+ψ2]=aρ0πsinφdφ[1cos(φ+ψ)1cos(φψ)1+ε21ε2+1cos(φψ)1+ε21ε2+1cos(φ+ψ)]=aρπ+φπφsin(φ+ψ)dφln1+ε21ε2+1cosφ1cosψ+aρψπ+ψsin(φψ)dφln1cosψ1+ε21ε2+1cosφ

Birinchi integralda integrallash oʻzgaruvchisini almashtiramiz: φ=πφ.

Natijada Ez=aρψπ+ψsin(φψ)dφ[ln1+ε21ε2+1cosφ1ε21ε2+1cosφ+ln1cosφ1+cosφ]=aρ[Φ(ψ,ε21ε2+1)+Φ(ψ,1)]

bu yerda Φ(ψ,α)=ψπ+ψsin(φψ)dφln1αcosφ1+αcosφ Yuqoridagi integralni boʻlaklab integrallash mumkin: Φ(ψ,α)=cos(φψ)ln1αcosφ1+αcosφ|ψπ+ψ+2πψπ+ψcos(φ+ψ)sinφ1α2cos2φ+2αsinψψπ+ψsin2φdφ1α2cos2φ

Koʻrinib turibdiki, yuqorida berilgan integraldagi birinchi had nolga teng. Ikkinchi hadda integral ostidagi funksiyaning (0,ψ) va (π,π+ψ) intervallardagi qiymati bir-biriga mos keladi. Natijada, Φ(ψ,α) ni quyidagi koʻrinishda yozishimiz mumkin:

Φ(ψ,α)=2αsinψ0πsin2φdφ1α2cos2φ

α=1 hol uchun integral oson hisoblanadi va 2πsinψ ga teng. α1 uchun esa

Φ(ψ,α)=2πsinψα[1(1α2)0πdφ1α2cos2φ]

yoki

Φ(ψ,α)=2πsinψα(11α2)

Shundan soʻng, (12) tenglamani (7)ifodagaa qoʻyamiz va (4)formulani hisobga olgan holda, elliptik silindr maydoni uchun quyidagi ifodani yozamiz:

Ex(x,z)=4πρab+azEz(x,z)=4πρbb+ax


Yana qarang

Adabiyotlar

  • M.Reiser, IEEE Trans. Nucl. Sci., 13, 171 (1966)