22.12
Рассмотрим равномерно заряженный тонкий диск радиусом R. Электрическое поле в точке над его центром на перпендикулярном расстоянии d задается поверхностным интегралом над диском.
Выберите кольцо заряда с радиусом r, шириной dr. Его площадь является произведением его окружности и ширины.
Пусть электрическое поле, создаваемое любым небольшим зарядным элементом на кольце, образует угол θ с осью z. Разбейте это на два компонента: параллельный и перпендикулярный оси z.
Существует зарядный элемент, перпендикулярная составляющая электрического поля которого равна и противоположна. Итак, перпендикулярные составляющие уравновешиваются. Симметрия диска вдоль его плоскости подразумевает, что он одинаков для любой такой пары.
Поскольку z-компоненты усиливаются, электрическое поле направлено в сторону от диска. Интегрируя по r, получается результирующее поле.
На больших расстояниях выражение сводится к точечному заряду, равному общему заряду диска.
С другой стороны, на небольших расстояниях диск выглядит как бесконечная плоскость, электрическое поле которой постоянно.
Самый простой случай распределения поверхностного заряда - равномерно заряженный диск. Вычисление его электрического поля также помогает вычислить эле…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.