الكثافة السطحية للشحنة Calculator

Formula first

Overview

تصف هذه الكمية كيفية توزيع الشحنة الكهربائية عبر سطح ما، بافتراض أن الشحنة محصورة في طبقة رقيقة. تُعرّف بأنها نهاية نسبة عنصر الشحنة إلى عنصر المساحة عندما تقترب المساحة من الصفر. هذا المفهوم أساسي في الكهروستاتيكا لحساب المجالات الكهربائية التي تنتجها الأسطح المشحونة باستخدام قانون جاوس.

Symbols

Variables

$\sigma$ = Surface charge density, dQ = Total charge, dA = Surface area

Apply it well

When To Use

When to use: استخدم هذه المعادلة عند التعامل مع توزيعات الشحنة المستمرة على الأسطح، مثل الألواح الموصلة أو الأغلفة أو الصفائح الرقيقة.

Why it matters: إنها تسمح بتبسيط توزيعات الشحنة المعقدة إلى نماذج رياضية سهلة الإدارة، وهو أمر ضروري لتحديد المجالات الكهربائية والجهود في المكثفات والمكونات الإلكترونية الأخرى.

Avoid these traps

Common Mistakes

• الخلط بين الكثافة السطحية للشحنة والكثافة الخطية أو الحجمية للشحنة.
• الفشل في تحويل وحدات المساحة إلى أمتار مربعة عند العمل بوحدات SI.

One free problem

Practice Problem

لوح معدني مسطح بمساحة 0.5 متر مربع يحمل شحنة كلية قدرها 2.0 ملي كولوم موزعة بشكل منتظم على سطحه. احسب الكثافة السطحية للشحنة بالكولوم لكل متر مربع.

Hint: حوّل الملي كولوم إلى كولوم (1 mC = 0.001 C) قبل القسمة على المساحة.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Keep going

Related Formulas

References

Sources

1. Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2014). Fundamentals of Physics (10th ed.). Wiley.
2. Young, H. D., & Freedman, R. A. (2020). University Physics with Modern Physics (15th ed.). Pearson.
3. Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics.
4. NIST CODATA
5. IUPAC Gold Book
6. Wikipedia: Surface charge density
7. Griffiths, David J. Introduction to Electrodynamics
8. IUPAC Gold Book: Surface charge density