ЭЛЕКТРОСТАТИКАЛЫҚ ӨРІС КҮШТЕРІНІҢ ЖҰМЫСЫ. ПОТЕНЦИАЛ. ПОТЕНЦИАЛДАР АЙЫРМАСЫНА ТҮСІНІКТЕМЕ
41.ЭЛЕКТРОСТАТИКАЛЫҚ ӨРІС КҮШТЕРІНІҢ ЖҰМЫСЫ.ПОТЕНЦИАЛ.ПОТЕНЦИАЛДАР АЙЫРМАСЫНА ТҮСІНІКТЕМЕ.
,мұндағы - күш векторымен -орын ауыстыру арасындағы бұрыш.Кулон заңы мен қатынасын пайдаланып, келесі өрнекті аламыз
Осы өрнегінен шығатыны,жұмыс орын ауыстыру траекториясына тәуелсіз,тек Q0 зарядының бастапқы 1 және соңғы 2 орындарымен ғана анықталады.Сондықтан электростатикалық өріс-потенциалды өріс,ал электростатикалық күш - консервативті күш болып саналады.Электростатикалық күш жұмысы потенциалды энергияның теріс өзгерісіне тең және мына түрде жазылады Өріс күшінің потенциалы 1 нүктеден потенциалы 2 нүктеге Q0 зарядтың орнын ауыстыруға жасайтын жұмысыөрнегімен анықталады. Потенциал φ - электростатикалық өрiстi энергетикалық сипаттайтын скаляр шама.Ол өрiс зарядының потенциалдық энергиясының осы зарядқа қатынасына тең:Потенциал өрiстiң берiлген нүктедегi q зарядының потенциалдық энергиясын анықтайды.Практикалық мәнге ие болатын нүктедегi потенциалдың өзi емес,потенциалдың өзгерiсi,яғни потенциалдың санақ басын таңдап алуға тәуелсiз шама - потенциалдар айырымы.Екi нүкте арасындағы потенциалдар айырымы (кернеу) зарядтың бастапқы нүктеден соңғы нүктеге орынауыстырғанда электростатикалық өрiс жұмысының зарядқа қатынасына тең:(4.11)Егер 1 Кл заряд бiр нүктеден екiншi нүктеге орынауыстырғанда электр өрiсi 1 Дж жұмыс жасаса,онда бұл екi нүкте арасындағы потенциалдар айырымы бiрге тең.Бұл бiрлiк вольт Вдеп аталады1В= 1Дж1Кл.
42.ЭЛЕКТР ӨРІСІ КЕРНЕУЛІГІ МЕН ПОТЕНЦИАЛ АРАСЫНДАҒЫ БАЙЛАНЫС. Күш пен потенциалдық энергия электр өрісін сипаттайтын шамалармен келесі түрде байланысады:және
Электр өрісінің кернеулігі теріс таңбамен алынған потенциалдың градиентіне тең болады.екенін ескерсек,скаляр түрде Потенциалдары бірдей нүктелердің жиынтығын эквипотенциал бет деп атайды. 43.ДИЭЛЕКТРИКТЕРДЕГІ ЭЛЕКТР ӨРІСІ.ДИЭЛЕКТРИКТЕРДІҢ ПОЛЯРИЗАЦИЯЛАНУЫ.ЭЛЕКТР ЫҒЫСУ ВЕКТОРЫН ТҮСІНДІРІҢІЗ. Диэлектриктер-электр өткізбейтін заттар оң зарядтар мен теріс зарядтары тең мөлшерде болып келетін молекулалардан немесе диэлектрик ішінде емін еркін қозғала алмайтын иондардан тұрады.Сыртқы электр өрісі болмаған кезде оң және теріс зарядтардың ауырлық центрлері бір-біріне қатысты дәл келуі де немесе ығысқан болуы да мүмкін.Диэлектриктердегі өріс.Вакуумда әр аттас зарядталған шексіз екі жазықтық туғызған өрісті қарастыралық.Өріске біртекті диэлектрик пластинканы орналастыратын болсақ,қорытқы өріс мынаған тең боладыӨрістің әсерінен диэлектрик поляризацияланады да оның бетінде тығыздығы байланысқан зарядтар пайда болады.Бұл зарядтар пластинканың ішінде кернеулігі-ге тең болатын біртекті өрісті туғызады.Сондықтан: Өрістің кернеулігі шамасына тең.Бұдан, .
Диэлектриктерде зарядталған еркінбөлшектер жоқ.Дегенмен электр өрісінің әсерінен диэлектрлік молекулаларының құрамына кіретін оң бөлшектер өріс бағытымен,ал теріс бөлшектер өріске қарсы жылжиды,сөйтіп әрбір молекулалар поляризацияланады(полюстер алады.).Осының салдарынан диэлектрликтің өріспен бағыттас жағы оң,қарама-қарсы жағы теріс зарядталады.Бұл құбылысты диэлектриктің поляризациялануы деп атайды.Поляризацияланғыш диэлектрик сыртқы поляризациялаушы өріске қарсы қосымша электр өрісін тудырады.Сондықтан диэлектриктердегі өріс сыртқы тудырады. Сондықтан диэлектриктердегі өріс сыртқы өрістен кем болады.Поляризацияланған диэлектриктің тудыратын электр өрісін сан жағынан сипаттау үшін поляризацияланғыштық деген шама өндіріледі.Бұл шама поляризацияланған диэлектриктің бірлік көлемінің электрлік моменттерінің геометриялық қосындысына тең.
Мұндағы - молекуланың электрлік моменті,n- бірлік көлемдегі молекулалар саны. Кейде поляризацияланғышты поляризацияланған диэлектриктің көлемініңэлектрлік моментінің осы көлемге қатынасыныңшегі ретінде де анықтайды.Өрісті есептеу көп жағдайда қосымша шаманы енгізумен жеңілдетіледі. Ол шаманың көзі тек еркін зарядтар болып табылады және электрлік ығысу немесе электр индукциясы деп аталады:(2.8)Ығысу векторы екі түрлі физикалық шамалардың қосындысынан тұрады: және,сондықтан ол көмекші вектор,оның қандай да бір физикалық мағынасы жоқ,көп жағдайда диэлектриктердегі электр өрісін оқып үйренуге жеңілдік жасайды. Тұйықталған бет арқылы өтетін электр ығысу векторының ағыны осы бет ішіндегі еркін зарядтардың алгебралық қосындысына тең: (2.9)
Бұл электр ығысу векторы үшін Гаусс теоремасы. (2.4) өрнектегі мәнін (2.8) өрнегіне қойып алатынымызнемесе (2.10)
мұндағы - диэлектриктің негізгі электрлік сипаттамасы болып табылатын заттың диэлектрлік өтімділігі.Электрлік ығысудың өлшем бірлігі - Клм2.
ЭЛЕКТР ӨРІСІНДЕГІ ӨТКІЗГІШТЕР.ЭЛЕКТР СЫЙЫМДЫЛЫҚ.КОНДЕНСАТОРЛАР.КОНДЕНСАТ ОРЛАРДЫ ТІЗБЕКТЕЙ ЖӘНЕ ПАРАЛЛЕЛЬ ҚОСУ.ЭЛЕКТР ӨРІСІНІҢ ЭНЕРГИЯСЫН СИПАТТАҢЫЗ.
Өткізгіштердің электрлік қасиеттері олардағы еркін зарядталған бөлшектердің болуымен сипатталады.Мысалы,металлдарда еркін электрондар болады.Электр өрісіне өткізгішті енгізгенде ондағы еркін зарядтар ығысып,қайта таралып орналасады.Зарядтардың бұл қайта таралып орналасуы өткізгіш ішіндегі электр өрісі нольге тең болғанша жүреді.Өткізгіш сыртқы электр өрісінде тұрса электр өрісінің әсерінен,оның ... жалғасы
,мұндағы - күш векторымен -орын ауыстыру арасындағы бұрыш.Кулон заңы мен қатынасын пайдаланып, келесі өрнекті аламыз
Осы өрнегінен шығатыны,жұмыс орын ауыстыру траекториясына тәуелсіз,тек Q0 зарядының бастапқы 1 және соңғы 2 орындарымен ғана анықталады.Сондықтан электростатикалық өріс-потенциалды өріс,ал электростатикалық күш - консервативті күш болып саналады.Электростатикалық күш жұмысы потенциалды энергияның теріс өзгерісіне тең және мына түрде жазылады Өріс күшінің потенциалы 1 нүктеден потенциалы 2 нүктеге Q0 зарядтың орнын ауыстыруға жасайтын жұмысыөрнегімен анықталады. Потенциал φ - электростатикалық өрiстi энергетикалық сипаттайтын скаляр шама.Ол өрiс зарядының потенциалдық энергиясының осы зарядқа қатынасына тең:Потенциал өрiстiң берiлген нүктедегi q зарядының потенциалдық энергиясын анықтайды.Практикалық мәнге ие болатын нүктедегi потенциалдың өзi емес,потенциалдың өзгерiсi,яғни потенциалдың санақ басын таңдап алуға тәуелсiз шама - потенциалдар айырымы.Екi нүкте арасындағы потенциалдар айырымы (кернеу) зарядтың бастапқы нүктеден соңғы нүктеге орынауыстырғанда электростатикалық өрiс жұмысының зарядқа қатынасына тең:(4.11)Егер 1 Кл заряд бiр нүктеден екiншi нүктеге орынауыстырғанда электр өрiсi 1 Дж жұмыс жасаса,онда бұл екi нүкте арасындағы потенциалдар айырымы бiрге тең.Бұл бiрлiк вольт Вдеп аталады1В= 1Дж1Кл.
42.ЭЛЕКТР ӨРІСІ КЕРНЕУЛІГІ МЕН ПОТЕНЦИАЛ АРАСЫНДАҒЫ БАЙЛАНЫС. Күш пен потенциалдық энергия электр өрісін сипаттайтын шамалармен келесі түрде байланысады:және
Электр өрісінің кернеулігі теріс таңбамен алынған потенциалдың градиентіне тең болады.екенін ескерсек,скаляр түрде Потенциалдары бірдей нүктелердің жиынтығын эквипотенциал бет деп атайды. 43.ДИЭЛЕКТРИКТЕРДЕГІ ЭЛЕКТР ӨРІСІ.ДИЭЛЕКТРИКТЕРДІҢ ПОЛЯРИЗАЦИЯЛАНУЫ.ЭЛЕКТР ЫҒЫСУ ВЕКТОРЫН ТҮСІНДІРІҢІЗ. Диэлектриктер-электр өткізбейтін заттар оң зарядтар мен теріс зарядтары тең мөлшерде болып келетін молекулалардан немесе диэлектрик ішінде емін еркін қозғала алмайтын иондардан тұрады.Сыртқы электр өрісі болмаған кезде оң және теріс зарядтардың ауырлық центрлері бір-біріне қатысты дәл келуі де немесе ығысқан болуы да мүмкін.Диэлектриктердегі өріс.Вакуумда әр аттас зарядталған шексіз екі жазықтық туғызған өрісті қарастыралық.Өріске біртекті диэлектрик пластинканы орналастыратын болсақ,қорытқы өріс мынаған тең боладыӨрістің әсерінен диэлектрик поляризацияланады да оның бетінде тығыздығы байланысқан зарядтар пайда болады.Бұл зарядтар пластинканың ішінде кернеулігі-ге тең болатын біртекті өрісті туғызады.Сондықтан: Өрістің кернеулігі шамасына тең.Бұдан, .
Диэлектриктерде зарядталған еркінбөлшектер жоқ.Дегенмен электр өрісінің әсерінен диэлектрлік молекулаларының құрамына кіретін оң бөлшектер өріс бағытымен,ал теріс бөлшектер өріске қарсы жылжиды,сөйтіп әрбір молекулалар поляризацияланады(полюстер алады.).Осының салдарынан диэлектрликтің өріспен бағыттас жағы оң,қарама-қарсы жағы теріс зарядталады.Бұл құбылысты диэлектриктің поляризациялануы деп атайды.Поляризацияланғыш диэлектрик сыртқы поляризациялаушы өріске қарсы қосымша электр өрісін тудырады.Сондықтан диэлектриктердегі өріс сыртқы тудырады. Сондықтан диэлектриктердегі өріс сыртқы өрістен кем болады.Поляризацияланған диэлектриктің тудыратын электр өрісін сан жағынан сипаттау үшін поляризацияланғыштық деген шама өндіріледі.Бұл шама поляризацияланған диэлектриктің бірлік көлемінің электрлік моменттерінің геометриялық қосындысына тең.
Мұндағы - молекуланың электрлік моменті,n- бірлік көлемдегі молекулалар саны. Кейде поляризацияланғышты поляризацияланған диэлектриктің көлемініңэлектрлік моментінің осы көлемге қатынасыныңшегі ретінде де анықтайды.Өрісті есептеу көп жағдайда қосымша шаманы енгізумен жеңілдетіледі. Ол шаманың көзі тек еркін зарядтар болып табылады және электрлік ығысу немесе электр индукциясы деп аталады:(2.8)Ығысу векторы екі түрлі физикалық шамалардың қосындысынан тұрады: және,сондықтан ол көмекші вектор,оның қандай да бір физикалық мағынасы жоқ,көп жағдайда диэлектриктердегі электр өрісін оқып үйренуге жеңілдік жасайды. Тұйықталған бет арқылы өтетін электр ығысу векторының ағыны осы бет ішіндегі еркін зарядтардың алгебралық қосындысына тең: (2.9)
Бұл электр ығысу векторы үшін Гаусс теоремасы. (2.4) өрнектегі мәнін (2.8) өрнегіне қойып алатынымызнемесе (2.10)
мұндағы - диэлектриктің негізгі электрлік сипаттамасы болып табылатын заттың диэлектрлік өтімділігі.Электрлік ығысудың өлшем бірлігі - Клм2.
ЭЛЕКТР ӨРІСІНДЕГІ ӨТКІЗГІШТЕР.ЭЛЕКТР СЫЙЫМДЫЛЫҚ.КОНДЕНСАТОРЛАР.КОНДЕНСАТ ОРЛАРДЫ ТІЗБЕКТЕЙ ЖӘНЕ ПАРАЛЛЕЛЬ ҚОСУ.ЭЛЕКТР ӨРІСІНІҢ ЭНЕРГИЯСЫН СИПАТТАҢЫЗ.
Өткізгіштердің электрлік қасиеттері олардағы еркін зарядталған бөлшектердің болуымен сипатталады.Мысалы,металлдарда еркін электрондар болады.Электр өрісіне өткізгішті енгізгенде ондағы еркін зарядтар ығысып,қайта таралып орналасады.Зарядтардың бұл қайта таралып орналасуы өткізгіш ішіндегі электр өрісі нольге тең болғанша жүреді.Өткізгіш сыртқы электр өрісінде тұрса электр өрісінің әсерінен,оның ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz