menu

6.1.7.2 Elektrostatické pole rovnomerne nabitého nekonečne dlhého vlákna.

Predstavme si dlhé tenké vlákno, ktoré je elektricky nabité s konštantnou dĺžkovou hustotou l. Pozri obrázok 9.  Za-veďme si súradnicovú sústavu  x, y, z  tak, že os y je spojená s vláknom a os x pre-chádza bodom pozorovania P, ktorý je vo vzdialenosti a od nabitého vlákna. Element vlákna v bode A(0, y) s dĺžkou dy generuje príspevok dE k výslednému elektrickému poľu E. Ku každému takémuto elementu však v bode B(0,-y) existuje element dy´, ktorý generuje príspevok dE´, taký, že y-ové zložky vektorov dE a dE´sa vyrušia. Preto nám ďalej stačí počítať iba x-ové zložky jednotlivých vektorov.

                                                                                   (6.1.24)

Keďže , tak dostaneme  

                                                                           (6.1.25)

V tomto prípade sa pokúsime vypočítať integrál trigonometrickou substitúciou 

Pričom

                                                                                                              

Po dosadení dostávame

              

Teda

                                                                                                                    (6.1.26)

Výsledok, ktorý sme dostali, je zaujímavý z toho hľadiska, že výsledný vektor poľa je kolmý na nabité vlákno a jeho veľkosť klesá s prvou mocninou vzdialenosti do vlákna. Samozrejme, nekonečne dlhé nabité vlákno je iba abstrakcia. V skutočnosti existujú iba nabité vlákna konečnej dĺžky. V takom prípade  vzťah (6.1.26) platí iba v tesnej blízkosti vlákna. Vo vzdialenostiach oveľa väčších ako je dĺžka vlákna bude pole závisieť od celkového náboja na vlákne a klesať so štvorcom vzdialenosti.

 


 


menu