ĐỀ TÀI 8: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ 1 ĐỀ TÀI 8: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN THÀNH SƠN A.Mục lục: I.Yêu cầu đề tài: 1. Yêu cầu đề tài 2. Điều kiện 3. Nhiệm vụ II.Cơ sở lý thuyết: 1. Cường độ điện trường 2. Điện thế 3. Mật độ năng lượng điện trường III.Đoạn code và ý nghĩa của các câu lệnh. IV.Kết quả sau khi sử dụng code. V. Tài liệu tham khảo. VI. Kết luận

Link full source: https://drive.google.com/file/d/1qsC3DuO8yTVsl4GlDR9Bm (phần đuôi ở cuối tài liệu BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ 1 ĐỀ TÀI 8: TÍNH TOÁN PHÂN BỐ MẬT ĐỘ NĂNG LƯỢNG ĐIỆN TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn: NGUYỄN THÀNH SƠN Lớp: L01 Thành viên: 1 Võ Quốc Huy 2211302 2 Lê Đình Hùng 2211329 3 Phùng Nhật Huy 2211270 4 Trần Lê Khánh Hội 2211140 5 Phạm Nhật Huy 2211267 6 Nguyễn Đức Khải 2211551 A.Mục lục: I.Yêu cầu đề tài: 1 Yêu cầu đề tài 2 Điều kiện 3 Nhiệm vụ II.Cơ sở lý thuyết: 1 Cường độ điện trường 2 Điện thế 3 Mật độ năng lượng điện trường III.Đoạn code và ý nghĩa của các câu lệnh IV.Kết quả sau khi sử dụng code V Tài liệu tham khảo VI Kết luận B.Nội dung I.Yêu cầu đề tài 1.Yêu cầu đề tài: Yêu cầu sinh viên sử dụng Matlab để biểu diễn đồ thị phân bố mật độ năng lượng điện trường theo phân bố điện thế trên một mặt phẳng đã biết trước 2.Điều kiện:  Sinh viên cần có kiến thức về lập trình cơ bản trong MATLAB  Tìm hiểu các lệnh Matlab liên quan symbolic và đồ họa 3.Nhiệm vụ:  Nhập hàm điện thế theo hai biến x và y  Tạo ma trận lưới trên mặt phẳng Oxy với O là gốc tọa độ  Tính toán mật độ năng lượng điện trường tại các nút trên lưới  Vẽ các đồ thị dạng ba chiều thể hiện phân bố thế điện và mật độ năng lượng điện trường (trục z) tại các điểm trên mặt phẳng (trục x, y) II.Cơ sở lý thuyết: 1.Cường độ điện trường -Cường độ điện trường tại một điểm là đại lượng đặc trưng cho điện trường tại điểm về phương diện tác dụng , có giá trị (phương, chiều và độ lớn) bằng lực điện trường tác dụng một đơn vị diện dương đặt tại điểm ⃗E= ⃗F q -Đơn vị của cường độ điện trường là vôn trên mét (V/m) 1 V/ m= 1 C 1 N -Điện trường do điện tích điểm gây ra: Điện tích điểm q trong chân không tạo ra một điện trường xung quanh nó với cường độ 𝐸 được xác định: ⃗E = k qr2 ⃗rr =k qr 2 ⃗er (V/m hoặc N/C) -Điện trường do hệ điện tích điểm gây ra: bằng tổng vector cường độ điện trường do các điện tích trong hệ gây ra: ⃗E=⃗E1+⃗E2+…+ ⃗En -Điện trường do vật tích điện gây ra: Chia nhỏ vật thành các điện tích nguyên tố dq Điện trường do điện tích dq gây ra: d ⃗E= k dq ⃗er r2 Điện trường do vật gây ra: ⃗E=∫ d ⃗E 2.Điện thế -Điện thế là trường thế vô hướng của điện trường; tức là gradien của điện thế là vectơ ngược hướng và cùng độ lớn với điện trường Trong hệ đo lường quốc tế, điện thế đo bằng Volt (viết tắt là v) và có ký hiệu V -Điện thế do điện tích điểm gây ra: mỗi điện tích điểm q đều tạo ra một điện trường xung quanh nó với điện thế V được xác định theo công thức: V=kqr +C -Điện thế do hệ điện tích điểm gây ra bằng tổng điện thế do các điện tích trong hệ gây ra: n V=∑ V i i=1 -Điện thế do hệ điện tích phân bố liên tục gây ra: V= ∫ dV =∫ k q r -Mặt đẳng thế: là quỹ tích những điểm có cùng điện thế: V (x,y,z) = C -Mối liên hệ giữa cường độ điện thế và thế điện được biễu diễn qua công thức : ⃗E=−⃗ grad(V ) -Xét hai mặt đẳng thế V, và V +dV, với dV > 0 Công của lực tĩnh điện trong chuyển dời điện tích điểm q0từ M đếnN là dA = F.ds = q0.⃗E ⃗ds (2) Mà công thì bằng độ giảm thế năng, hay bằng tích q0 và hiệu điệnthế giữa haiđiểm M và N : dA= W t ( M)−W t(N )=q0(V M−V N ) = q0¿ dV ))= -q0 dV (2) (1) Và (2) suy ra: ⃗E ⃗ds=−dV Vì dV >0, nên ⃗E ⃗ds