Field divergence

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Divergence analyzes the flow of the electric field for infinitesimal volumes. This value is proportional to the charge density, so the divergence is a tool to detect the presence of charges since the problem of Gauss's law for larger volumes is that if the sum of the charges cancels out within the volume, then also fields tend to offset.

>Model

ID:(1566, 0)



Subdividing surfaces and volumes

Image

Cuando se analizo el flujo eléctrico se vio que se podia calcular sumando las contribuciones de muchas secciones dS_i mediante

$ \Phi = \displaystyle\int \vec{E} \cdot \hat{n} dS $



se vio que se podia calcular subdividiendo el volumen en muchas pequeñas superficies dS_i.

En otras palabras un volumen con su respectiva superficie se puede subdividir en múltiples volúmenes con sus correspondientes superficies:

ID:(11560, 0)



Flow by volume

Image

Si se toma el flujo del campo eléctrico por el volumen en la dirección \hat{x}:

es igual a lo que flujo que saleE_x(x+\Delta x,y,z)\Delta y\Delta zy se resta el flujo que ingresaE_x(x,y,z)\Delta y\Delta zse puede estimar el flujo neto por volumen \Delta x\Delta y\Delta z es\displaystyle\frac{1}{\Delta x\Delta y\Delta z}(E_x(x+\Delta x,y,z)\Delta y\Delta z - E_x(x,y,z)\Delta y\Delta z)=\displaystyle\frac{E_x(x+\Delta x,y,z)-E_x(x,y,z)}{\Delta x}\rightarrow \displaystyle\frac{\partial E_x}{\partial x}

ID:(11616, 0)



Field divergence

Model

Divergence analyzes the flow of the electric field for infinitesimal volumes. This value is proportional to the charge density, so the divergence is a tool to detect the presence of charges since the problem of Gauss's law for larger volumes is that if the sum of the charges cancels out within the volume, then also fields tend to offset.

Variables

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units
$Q$
Q
Charge
C
$\partial/\partial y$
D_y
Derivada parcial en $y$
1/m
$\partial/\partial z$
D_z
Derivada parcial en $z$
1/m
$\epsilon$
epsilon
Dielectric constant
-
$\vec{\nabla}$
div
Divergence
1/m
$E$
E
Electric eield
V/m
$\vec{E}$
&E
Electric field
V/m
$E_x$
E_x
Electric field component in $x$
V/m
$E_y$
E_y
Electric field component in $y$
V/m
$E_z$
E_z
Electric field component in $z$
V/m
$\Phi_i$
Phi_i
Magnetic flux through cell $i$
kg/C s
$\partial/\partial x$
D_x
Partial derivative in $x$
1/m
$S$
S
Surface
m^2
$S_i$
S_i
Surface i
m^2
$V$
V
Volume
m^3
$\rho_e$
rho_e
Volume charge density
C/m^3
$V_i$
V_i
Volume of the $i$th infinitesimal cell
m^3

Calculations


First, select the equation:   to ,  then, select the variable:   to 

Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

 Variable   Given   Calculate   Target :   Equation   To be used



Equations


Examples

Cuando se analizo el flujo el ctrico se vio que se podia calcular sumando las contribuciones de muchas secciones dS_i mediante

$ \Phi = \displaystyle\int \vec{E} \cdot \hat{n} dS $



se vio que se podia calcular subdividiendo el volumen en muchas peque as superficies dS_i.

En otras palabras un volumen con su respectiva superficie se puede subdividir en m ltiples vol menes con sus correspondientes superficies:

(ID 11560)

Si se toma el flujo del campo el ctrico por el volumen en la direcci n \hat{x}:

es igual a lo que flujo que saleE_x(x+\Delta x,y,z)\Delta y\Delta zy se resta el flujo que ingresaE_x(x,y,z)\Delta y\Delta zse puede estimar el flujo neto por volumen \Delta x\Delta y\Delta z es\displaystyle\frac{1}{\Delta x\Delta y\Delta z}(E_x(x+\Delta x,y,z)\Delta y\Delta z - E_x(x,y,z)\Delta y\Delta z)=\displaystyle\frac{E_x(x+\Delta x,y,z)-E_x(x,y,z)}{\Delta x}\rightarrow \displaystyle\frac{\partial E_x}{\partial x}

(ID 11616)


ID:(1566, 0)