المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

إرشادات عامه لكتابة الإعلانات
3/9/2022
Culture
9-3-2022
Limiting magnitude
23-8-2020
أهميـة استخـدام العـينـات فـي التـدقـيـق
2023-08-25
إنتهاء نشاط الشركة العامة بالتصفية
2024-06-22
التخطيط الاستراتيجي الأمني
29-7-2016

Cylindrical Capacitor in Dielectric Bath  
  
1293   02:01 مساءاً   date: 9-8-2016
Author : Sidney B. Cahn Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 51

Cylindrical Capacitor in Dielectric Bath

The electrostatic field energy Ue of a capacitor can be expressed as a function of a parameter x (e.g., the plate separation) and the fixed plate charge (no charging battery present) or as a function of and of the electromotive force Vb of a battery to which the plates are connected.

a) Show that the generalized force Fex corresponding to the parameter x is given by

b) Verify these formulae for the case of a parallel plate capacitor.

c) A cylindrical capacitor is lowered vertically into a reservoir of liquid dielectric of mass density ρ. If a voltage V is applied between the inner cylinder (radius a) and the outer shell (radius b), the liquid

Figure 1.1

rises to a height h between them (see Figure 1.1). Show that

SOLUTION

a) For the first case (fixed charge), the generalized force can be calculated as usual by considering the change in potential energy of the capacitor (field source) written in terms of the charge of the capacitor (which is a closed system). So, in this case,

(1)

If the capacitor is connected to the battery, it is no longer a closed system, and we have to consider the energy of the battery also. The battery must do some work to keep the potential of the plate constant. This work ∆W is

The energy change of the total system

Therefore, the force

(2)

b) The energy of the capacitor

where A is the area of the plates. From (1)

In the case of constant voltage

c) The capacitance of a cylindrical capacitor may be found by calculating the potential outside a uniformly charged cylinder. Gauss’s theorem gives

(3)

where λ is the linear charge density of the cylinder, and a is the radius of the cylinder. The potential of the outer cylinder of the capacitor in the problem is V. So

(4)

For a cylinder of length H, the capacitance may be found from (4) by substituting λ = Q/H:

(5)

(6)

 Figure 1.2

For the capacitor of length H filled with dielectric up to a height (see Figure 1.2)

Here, we use (2) to obtain

(7)

The liquid is drawn into the capacitor. The weight of the liquid in the capacitor

(8)

where π(b2a2) h is the volume of the liquid drawn up between the cylinders and ρ is the mass density of the liquid. Equating (7) and (8), we get




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.