Электростатика жайлы
Электростатикалық өрістің қасиеттері
Фарадей күш сызықтары
Электростатикалық өрістің суперпозициялық принципі
Электр өрісінің кернеулік векторының циркуляциясы
Электр өрісінің потенциалы
Электр өрісіндегі өткізгіштер. Электр сыйымдылық
Фарадей күш сызықтары
Электростатикалық өрістің суперпозициялық принципі
Электр өрісінің кернеулік векторының циркуляциясы
Электр өрісінің потенциалы
Электр өрісіндегі өткізгіштер. Электр сыйымдылық
Ағылшын физигі Ш.Кулон күйектелі таразының көмегімен вакуумдегі бір-бірінен арақашықтықта тұрған нүктелік екі зарядтардың өзара әсерлесу күшін тәжірибе жасап анықтаған. Кулон заңы: Вакуумдегі (бостықтағы) нүктелік екі зарядтардың өзара әсерлесу күші, сол зарядтардың көбейтіндісіне тура пропорционалды, арақашықтықтарының квадратына кері пропорционал болады.
Әскрлесу күші зарядтарды қосатын түзудің бойымен болады, сондықтан Кулон күшін центрлік күш дейді. Зарядтардың таңбалары қарама-қарсы болса, онда олардың арасында тарту күші әсер етеді. , ал зарядтардың таңбалары бірдей болса, онда ондай зарядтар бірін-бірі тебеді болады. (1.1) формуласын векторлық күйде былай жазамыз.
Әскрлесу күші зарядтарды қосатын түзудің бойымен болады, сондықтан Кулон күшін центрлік күш дейді. Зарядтардың таңбалары қарама-қарсы болса, онда олардың арасында тарту күші әсер етеді. , ал зарядтардың таңбалары бірдей болса, онда ондай зарядтар бірін-бірі тебеді болады. (1.1) формуласын векторлық күйде былай жазамыз.
ЭЛЕКТР ЖӘНЕ МАГНЕТИЗМ
Тақырып: Электростатика.
Электростатикалық өрістің қасиеттері
Ағылшын физигі Ш.Кулон күйектелі таразының көмегімен вакуумдегі бір-
бірінен арақашықтықта тұрған нүктелік екі зарядтардың өзара әсерлесу күшін
тәжірибе жасап анықтаған. Кулон заңы: Вакуумдегі (бостықтағы) нүктелік екі
зарядтардың өзара әсерлесу күші, сол зарядтардың көбейтіндісіне тура
пропорционалды, арақашықтықтарының квадратына кері пропорционал болады.
(1.1)
Әскрлесу күші зарядтарды қосатын түзудің бойымен болады, сондықтан Кулон
күшін центрлік күш дейді. Зарядтардың таңбалары қарама-қарсы болса, онда
олардың арасында тарту күші әсер етеді. , ал зарядтардың таңбалары
бірдей болса, онда ондай зарядтар бірін-бірі тебеді болады. (1.1)
формуласын векторлық күйде былай жазамыз.
(1.2)
ХЖ жүйесінде пропорционалды коэффициент болады. Сонда ХЖ жүйесінде
Кулон заңы былай жазылады.
(1.3)
Мұндағы - электрлік тұрақты ; немесе ;
2. Зарядталған бөлшектердің өзара әсерлесуі олардың айналасындағы электр
өрісі арқылы болады. Кез-келген зарядталған дененің (бөлшектің) айналасында
электр өрісі болады. Қозғалмайтын зарядтың айналасындағы өрісі
электростатикалық өріс деп атайды. Электр өрісі материяның ерекше бір түрі.
Кез-келген жерде электр өрісінің бар, жоғын сол нүктеге қойылған сыншы
заряд арқылы анықтаймыз. Өріс сыншы зарядқа белгілі бір күшпен әсер етеді.
Сыншы зарядтың шамасы, сол нүктедегі өрісітің шамасын өзгерте алмайтындай
өте кішкентай болу керек.
Электростатикалық өрістің күйін анықтайтын негізгі парасетрдің
(шаманың) бірі - өрістің кернеулігі. Өрістің кернеулігі, оның сол нүктедегі
күштік сипаттамасын өрнектейді. Енді, сол өрістің керенулігін анықтайық.
-зарядының одан арақашықтықтағы нүктесіндегі өрісінің
кернеулігін анықтайық.
Ол сол нүктеге ′,″,′″ сыншы зарядтарына кезекпе кезек
қойып, әр сыншы заряд үшін Кулон күшін жазайық.
Сонда
- электр өрісінің алынған нүктесіндегі кернеулігі, кернеулік векторлық
шама.
Өрісті көрнекті ету үшін Фарадей күш сызықтары деген ұғым енгізген. Күш
сызықтарының әр-бір нүктесіне жүргізілген жанама, сол нүктедегі өрістің
кернеулігінің бағыты мен шамасын көрсетеді.
Өрістің күш сызықтарының жолына перпендикуляр қойылған бір өлшем ауданнан
өтетін күш сызықтарының санын, күш сызықтарының тығыздығы дейді. Ол модуль
жағынан сол жердегі өрістің кернеулігінің шамасына тең болады.
(1.4)
мұндағы N, dS ауданды қиып өтетін күш сызықтарының саны.
Егер өрістің кернеулік күш сызықтары dS ауданына тұрғызылған ()
нормаль мен бұрышын жасайтын болса онда
(1.5)
- өрістің нормальға түсірілген проекциясы.
dS – ауданды қиып өтетін барлық күш сызықтарының санын, сол аудан арқылы
өтетін кернеулік векторының ағыны дейді.
(1.6)
Кернеулік ағынының өлшем бірлігі В . м.
Жалпы алғанда кез-келген тұйық контурды қиып өтетін кернеулік векторының
ағынын былай анықтаймыз:
(1.7)
Әр уақытта есте болатын жағдай: оң зарядтың кернеулігінің күш сызықтары
зарядтан шығып жатады, ал теріс зарядтың кернеулігінің күш сызықтары
зарядқа еніп жатады.
Электростатикалық өрістің суперпозициялық принципі. Диполь Бірнеше
q1,q2,q3 ... ..qn зарядтардың бір сынақшы q0 заряд тұрған нүктесіндегі өрістің
кернеулігі, сол нүктедегі әрбір зарядтың кернеулігінің геометриялық
қосындысына тең. осыны өрістің суперпозициялық принципі дейді.
Басқаша айтқанда кеңістіктің бір нүктесінде бірнеше өріс кездессе, олардың
бір- бірімен беттесуін (қосылуын) айтамыз. Бұл принцип барлық өрістерге тән
қасиет.
Шамалары жағынан тең, таңбалары қарама-қарсы екі заряд системасын
электрлік диполь дейді. - дипольдің өсі.
диполь моменті. Мұндағы - дипольдің иіні делінеді.
Өрістің суперпозициялық принципі бойынша дипольдің айналасындағы кез-келген
нүктедегі дипольдің өрісінің кернеулігі оның оң және теріс
зарядтарының сол нүктедегі кернеуліктерінің қосындысына тең.
Гаусс теоремасы. Радиусы r сфера беттің центрінде q заряд
болсын. Ол зарядтың өрісінің кернеулігінің күш сызықтарын сфера бетті қияп
жатады. Сонда сфера бетті қиып өтетін кернеулік векторының ағыны
(1.8)
(1.8) кез-келген формадағы тұйық бет үшін әруақытта орындалады. Егер біз n
зарядты қамтитын кез-келген формалы тұйық бет алсақ, суперпозицияпринципі
бойынша қорытқы өрістің кернеулігі, ал зарядтардың өрістерінің
кернеуліктірінің қосындысына тең
Сондықтан
олай болса
(1.9)
Сонда Гаусс теоремасы былай оқылады: кез-келген тұйық бетті қиып өтетін
электр өрісінің кернеулік векторының ағыны сол беттің ішіндегі зарядтардың
қосындысын -ге бөлгенге тең.
Жалпы жағдайда тұйық беттің ішіндегі зарядтардың алып жатқан көлемі V
болса, онда зарядтың тығыздығы
болады.
Гаусс теоремасын пайдаланып әртүрлі жағдайдағы зарядтың, немесе зарядтар
системасының өрістерінің кернеуліктерін анықтауға болады.
Электр өрісінің кернеулік векторының циркуляциясы. Нүктелік q
зарядының өөрісінде q0 нүктелік заряды 1 нүктеден 2 нүктеге орын
ауыстырсын. Сондағы электр өрісінің зарядқа әсер еткен күшінің істейтін
элементар жұмысы
(1.10)
мұнда (1.11)
толық жұмыс (1.12)
(1.13) формуладан электр өрісінде істелген жұмыстың шамасы жүрілген жолға
байланыссыз, тек зарядтың бастапқы және соңғы орындарына тәуелді екендігін
көреміз. Олай болса, электростатикалық өріс потенциалды өріс болады.
Потенциалды өрісте зарядқа әсер ететін күш консервативтік күш болады.
(1.13) формуладан электр өрісінде тұйық контурдың бойымен істелген жұмыс
нульге тең болатынын көреміз.
(1.14)
бұл интегралды кернеулік векторының циркуляциясы дейміз.
Дөңгелек контурдың бойындағы электр өрісінің кернеулік векторының
циркуляциясы әр уақытта нульге тең болады.
Бұл электр өрісінің кернеулік сызықтарының тұйықталмайтындығын, тек
зарядтан басталып, зарядқа аяқталатынын көрсетеді немесе шексізге
кететіндігін көреміз.
Электр өрісінің потенциалы. Потенциалды (электр өрісі потенциалды)
өрісте дененің потенциалдық энергиясы болады. Сондықтан потенциалды электр
өрісінде заряд орын ауыстырғандағы істелген жұмысы сол зарядтың бастапқы
және соңғы нүктелеріндегі потенциалдық энергиясының айырмасына тең ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Тақырып: Электростатика.
Электростатикалық өрістің қасиеттері
Ағылшын физигі Ш.Кулон күйектелі таразының көмегімен вакуумдегі бір-
бірінен арақашықтықта тұрған нүктелік екі зарядтардың өзара әсерлесу күшін
тәжірибе жасап анықтаған. Кулон заңы: Вакуумдегі (бостықтағы) нүктелік екі
зарядтардың өзара әсерлесу күші, сол зарядтардың көбейтіндісіне тура
пропорционалды, арақашықтықтарының квадратына кері пропорционал болады.
(1.1)
Әскрлесу күші зарядтарды қосатын түзудің бойымен болады, сондықтан Кулон
күшін центрлік күш дейді. Зарядтардың таңбалары қарама-қарсы болса, онда
олардың арасында тарту күші әсер етеді. , ал зарядтардың таңбалары
бірдей болса, онда ондай зарядтар бірін-бірі тебеді болады. (1.1)
формуласын векторлық күйде былай жазамыз.
(1.2)
ХЖ жүйесінде пропорционалды коэффициент болады. Сонда ХЖ жүйесінде
Кулон заңы былай жазылады.
(1.3)
Мұндағы - электрлік тұрақты ; немесе ;
2. Зарядталған бөлшектердің өзара әсерлесуі олардың айналасындағы электр
өрісі арқылы болады. Кез-келген зарядталған дененің (бөлшектің) айналасында
электр өрісі болады. Қозғалмайтын зарядтың айналасындағы өрісі
электростатикалық өріс деп атайды. Электр өрісі материяның ерекше бір түрі.
Кез-келген жерде электр өрісінің бар, жоғын сол нүктеге қойылған сыншы
заряд арқылы анықтаймыз. Өріс сыншы зарядқа белгілі бір күшпен әсер етеді.
Сыншы зарядтың шамасы, сол нүктедегі өрісітің шамасын өзгерте алмайтындай
өте кішкентай болу керек.
Электростатикалық өрістің күйін анықтайтын негізгі парасетрдің
(шаманың) бірі - өрістің кернеулігі. Өрістің кернеулігі, оның сол нүктедегі
күштік сипаттамасын өрнектейді. Енді, сол өрістің керенулігін анықтайық.
-зарядының одан арақашықтықтағы нүктесіндегі өрісінің
кернеулігін анықтайық.
Ол сол нүктеге ′,″,′″ сыншы зарядтарына кезекпе кезек
қойып, әр сыншы заряд үшін Кулон күшін жазайық.
Сонда
- электр өрісінің алынған нүктесіндегі кернеулігі, кернеулік векторлық
шама.
Өрісті көрнекті ету үшін Фарадей күш сызықтары деген ұғым енгізген. Күш
сызықтарының әр-бір нүктесіне жүргізілген жанама, сол нүктедегі өрістің
кернеулігінің бағыты мен шамасын көрсетеді.
Өрістің күш сызықтарының жолына перпендикуляр қойылған бір өлшем ауданнан
өтетін күш сызықтарының санын, күш сызықтарының тығыздығы дейді. Ол модуль
жағынан сол жердегі өрістің кернеулігінің шамасына тең болады.
(1.4)
мұндағы N, dS ауданды қиып өтетін күш сызықтарының саны.
Егер өрістің кернеулік күш сызықтары dS ауданына тұрғызылған ()
нормаль мен бұрышын жасайтын болса онда
(1.5)
- өрістің нормальға түсірілген проекциясы.
dS – ауданды қиып өтетін барлық күш сызықтарының санын, сол аудан арқылы
өтетін кернеулік векторының ағыны дейді.
(1.6)
Кернеулік ағынының өлшем бірлігі В . м.
Жалпы алғанда кез-келген тұйық контурды қиып өтетін кернеулік векторының
ағынын былай анықтаймыз:
(1.7)
Әр уақытта есте болатын жағдай: оң зарядтың кернеулігінің күш сызықтары
зарядтан шығып жатады, ал теріс зарядтың кернеулігінің күш сызықтары
зарядқа еніп жатады.
Электростатикалық өрістің суперпозициялық принципі. Диполь Бірнеше
q1,q2,q3 ... ..qn зарядтардың бір сынақшы q0 заряд тұрған нүктесіндегі өрістің
кернеулігі, сол нүктедегі әрбір зарядтың кернеулігінің геометриялық
қосындысына тең. осыны өрістің суперпозициялық принципі дейді.
Басқаша айтқанда кеңістіктің бір нүктесінде бірнеше өріс кездессе, олардың
бір- бірімен беттесуін (қосылуын) айтамыз. Бұл принцип барлық өрістерге тән
қасиет.
Шамалары жағынан тең, таңбалары қарама-қарсы екі заряд системасын
электрлік диполь дейді. - дипольдің өсі.
диполь моменті. Мұндағы - дипольдің иіні делінеді.
Өрістің суперпозициялық принципі бойынша дипольдің айналасындағы кез-келген
нүктедегі дипольдің өрісінің кернеулігі оның оң және теріс
зарядтарының сол нүктедегі кернеуліктерінің қосындысына тең.
Гаусс теоремасы. Радиусы r сфера беттің центрінде q заряд
болсын. Ол зарядтың өрісінің кернеулігінің күш сызықтарын сфера бетті қияп
жатады. Сонда сфера бетті қиып өтетін кернеулік векторының ағыны
(1.8)
(1.8) кез-келген формадағы тұйық бет үшін әруақытта орындалады. Егер біз n
зарядты қамтитын кез-келген формалы тұйық бет алсақ, суперпозицияпринципі
бойынша қорытқы өрістің кернеулігі, ал зарядтардың өрістерінің
кернеуліктірінің қосындысына тең
Сондықтан
олай болса
(1.9)
Сонда Гаусс теоремасы былай оқылады: кез-келген тұйық бетті қиып өтетін
электр өрісінің кернеулік векторының ағыны сол беттің ішіндегі зарядтардың
қосындысын -ге бөлгенге тең.
Жалпы жағдайда тұйық беттің ішіндегі зарядтардың алып жатқан көлемі V
болса, онда зарядтың тығыздығы
болады.
Гаусс теоремасын пайдаланып әртүрлі жағдайдағы зарядтың, немесе зарядтар
системасының өрістерінің кернеуліктерін анықтауға болады.
Электр өрісінің кернеулік векторының циркуляциясы. Нүктелік q
зарядының өөрісінде q0 нүктелік заряды 1 нүктеден 2 нүктеге орын
ауыстырсын. Сондағы электр өрісінің зарядқа әсер еткен күшінің істейтін
элементар жұмысы
(1.10)
мұнда (1.11)
толық жұмыс (1.12)
(1.13) формуладан электр өрісінде істелген жұмыстың шамасы жүрілген жолға
байланыссыз, тек зарядтың бастапқы және соңғы орындарына тәуелді екендігін
көреміз. Олай болса, электростатикалық өріс потенциалды өріс болады.
Потенциалды өрісте зарядқа әсер ететін күш консервативтік күш болады.
(1.13) формуладан электр өрісінде тұйық контурдың бойымен істелген жұмыс
нульге тең болатынын көреміз.
(1.14)
бұл интегралды кернеулік векторының циркуляциясы дейміз.
Дөңгелек контурдың бойындағы электр өрісінің кернеулік векторының
циркуляциясы әр уақытта нульге тең болады.
Бұл электр өрісінің кернеулік сызықтарының тұйықталмайтындығын, тек
зарядтан басталып, зарядқа аяқталатынын көрсетеді немесе шексізге
кететіндігін көреміз.
Электр өрісінің потенциалы. Потенциалды (электр өрісі потенциалды)
өрісте дененің потенциалдық энергиясы болады. Сондықтан потенциалды электр
өрісінде заряд орын ауыстырғандағы істелген жұмысы сол зарядтың бастапқы
және соңғы нүктелеріндегі потенциалдық энергиясының айырмасына тең ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
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