Elliptik silindrning elektr maydoni
Cheksiz uzun silindr sirti boʻylab zaryadlar bir jinsli taqsimlangan boʻlsin. Zaryadlarning sirt zichligi . 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:
Endi esa, zaryadlar silindrdan tashqarida hosil qilgan maydonning z oʻqi boʻyicha tashkil etuvchisini koʻrib chiqamiz:
Uni quyidagicha ifodalashimiz mumkin:
Bu integralni hisoblash uchun yangi oʻzgaruvchilar kiritamiz:
U holda boʻladi hamda
boʻlganda, . Bu oʻtishning uzluksizligidan foydalanib integral ostidagi ifodani quyidagicha yozib olishimiz mumkin:
{1+\frac{\varepsilon^{2}-1}
{\varepsilon^{2}+1}\cos(\varphi+\psi)}
\right]
=a\rho\int\limits_{\pi+\varphi}^{\pi-\varphi}
\sin(\varphi+\psi)d\varphi\ln
\frac{1+\frac{\varepsilon^{2}-1}
{\varepsilon^{2}+1}\cos\varphi}
{1-\cos\psi}
+a\rho\int\limits_{\psi}^{\pi+\psi}
\sin(\varphi-\psi)d\varphi\ln
\frac{1-\cos\psi}
{1+\frac{\varepsilon^{2}-1}
{\varepsilon^{2}+1}\cos\varphi}}
Birinchi integralda integrallash oʻzgaruvchisini almashtiramiz: .
Natijada
bu yerda
Yuqoridagi integralni boʻlaklab integrallash mumkin:
Koʻrinib turibdiki, yuqorida berilgan integraldagi birinchi had nolga teng. Ikkinchi hadda integral ostidagi funksiyaning va
intervallardagi qiymati bir-biriga mos keladi. Natijada, ni quyidagi koʻrinishda yozishimiz mumkin:
hol uchun integral oson hisoblanadi va ga teng. uchun esa
yoki
Shundan soʻng, (12) tenglamani (7)ifodagaa qoʻyamiz va (4)formulani hisobga olgan holda, elliptik silindr maydoni uchun quyidagi ifodani yozamiz:
E_{z}(x,z)=4\pi\rho\dfrac{b}{b+a}x}
Yana qarang
Adabiyotlar
- M.Reiser, IEEE Trans. Nucl. Sci., 13, 171 (1966)