13 Mart 2016 Pazar

Bir Diskin 3. Eksende Ürettiği Elektrik Alan Hesabı

R yarıçaplı, Q yüklü ve homojen yük dağılımı olan 2 boyutlu bir diskin, 3. eksendeki Z mesafeli bir P noktasına uyguladığı Elektrik Alan vektörü olan E'yi hesaplayalım.
Elektrik Alan formülü, 0' yakın büyüklükte parçalara ayrılmış diskin, küçük q ve bu parçaların konumuna göre değişecek olan r ve r birim vektörünün formüldeki bağıntısından bulunur.

(sigma yükün alana oranıdır, homojen olduğu gereği sabit bir sayıdır)
x eksenindeki değişken olan x'e bağlı türetilen teta açısının integraldeki alt ve üst değerleri biraz karmaşık olabilir. x=0 için teta açısı 0'dır. x=R olduğunda teta açısı pi/2'den küçük olup azami değerini alır. Bu durumda teta açısının kimliğini belirleyen üçgenin hipotenüsü -aynı zamanda en büyük r değeridir- sqrt(R^2+Z^2) olacaktır. Doğrudan doğruya teta max açısının cos değerini hesaplayabildiğimizden üst değeri yani teta maxı hesaplamaya gerek yoktur. Çünkü integralden sonra teta max'ın cos değerini hesaplayacağız ve zaten biliyoruz.