Электр заряды және электр өрісі

Қазақстан Республикасының Бiлiм және ғылым министрлiгi Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті Физика-математика факультеті CӨЖ Тақырыбы:1. Иоффе және Милликен тәжірибесі. Элементар электр зарядың анықтау. 2. Кулон заңының әртүрлі қашықтықтар үшін тәжірибе жүзінде тексерілуі. Кавендиш әдісі. 3. Вакуумдағы кейбір электростатикалық өрістерге Гаусс теоремасын қолдану. 4. Эквипотенциал беттер. 5. Электрлік ығысу векторы және диэлектрлік өтімділік. 6. Конденсаторлар, олардың түрлері және сиымдылықтары Орындаған: Мәдениет Қ. Тексерген: Рахимбердина А. Т Тобы: Т-423 Семей, 2015 жыл

Электростатика

Жоспары

1. Электр зарядының сақталу заңы.

2. Кулон заңы.

3. Электр өрісі. Электр өрісінің кернеулілігі. 4. Кернеулік векторының ағыны.

5. Вакуумдағы электр өрісі үшін Остроградский-Гаусс теоремасы. .

6. Электр өрісінің күшінің жұмысы.

7. Циркуляция.

8. Потенциал.

9. Потенциалдық электр өрісінің кернеулігімен байланысы.

Электр зарядының сақталу заңы

Зерттеу жұмыстарында (1910-1914) американдық физик Р. Милликен (1868-1953) электр зарядының дискретті, яғни кез келген дененің заряды q элементар электр зарядынан тұратынын көрсетті.

e =1, 6∙10-19 Кл

me=9, 11∙10-31 кг

Электр зарядының өлшем бірлігі - кулон (Кл) - бұл ток күші 1 А болғанда, өткізгіштің көлденең қимасынан 1 с уақытта өтетін электр заряды.

Кез келген тұйық жүйеде барлық бөлшектер зарядтарының алгебралық қосындысы өзгеріссіз қалады .

Кулон заңы

Электростатикалық өріс. Электростатикалық өрістің кернеулігі.

Вакуумдағы нүктелік заряд өрісінің кернеулігі

Электростатикалық өрісті графикалық түрде кернеулік сызықтары арқылы көрсетеді. Кернеулі сызығы - Е векторының бағытымен сәйкес келетін өрістің әр нүктесі арқылы жүргізілген жанама сызық.

Егер өріс бірлік зарядтан турса, онда кернеулік сызықтары - түзу, егер оң заряд болса, зарядтан шығады, егер теріс заряд болса, сол зарядқа кіреді.

Суперпозиция принципы

Дипольдің өрісі

-q

Кернеулік векторының ағыны

Е векторының ағыны кез келген тұйық S жазықтықты қиып өтеді.

Кернеулік векторының ағыны

Вакуумдағы электростатикалық өріс үшін Гаусс теоремасы

Тұйық және нүктелік q зарядтан тұратын кез келген формадағы жазықтық үшін Е векторы q/ε0 тең болады, яғни

Ағынның таңбасы q зарядының таңбамен сәйкес келеді.

К. Гаусс теоремасы кез келген тұйық жазықтық арқылы өтетін злектр өрісінің кернеулік векторының ағынын анықтайды.

Гаусса теоремасын мына түрде жазуға болады:

Кейбір вакуумдағы электростатикалық өрістерді есептеу үшін Гаусс теоремасын қолдану.

Біртекті зарядталған шексіз жазықтық өрісі.

Екі шексіз өзара параллель зарядталған жазықтықтардың өрісі

Біртекті зарядталған сфералық беттің өрісі.

Біртекті зарядталған шексіз цилиндр өрісі.

Егер r

Электростатикалық өріс потенциалдық болып табылады.

Электростатикалық өріс күшінің жұмысын q зарядының өрісінің бастапқы және соңғы нүктелеріндегі q0 нүктелік зарядтың потенциалдық энергиясының айырымы ретінде көрсетуге болады :

1 нүктесінен 2 нүктесіне орын ауыстырған q0 зарядтың өріс күшінің жұмысы мына түрде де жазыла алады:

A12=Ep1- Ep2=q0(φ1 - φ2) .