Жартылай өткізгіштік құралдардың өрістегі өткізгіштері

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:

Жартылай өткізгіштік құралдардың өрістегі өткізгіштері.

Егер денелерді зарядтасақ немесе электр өрісінде орналастырсақ немесе болар еді ?

Бұл сұраққа жауап беру үшін ең дұрысы-өткізгішті қарастыру. өйткені өткізгіштерде үлкен зарядтар бар.

Еркін зарядтар. Өткізгіштерге ең алдымен жанатын металдарда электр өрісінің әсерінен еркін қозғала алатын зарядталған бөлшектер болады. Осыған байланысты мұндай бөлшектердің зарядтары еркін зарядтар деп аталады.

Металдарда еркін заряды тасымалдаушылар электрондар болып табылады. Бейтарап атомдардан металл түзілгенде атомдар бір-бірімен өзара әсерлоесе бастайды. Осы өзара әсірлеудің нәтижесінде атомдарымен байланысты толық үзеді де, ол жалпы алғанда бүкіл өткізгіштің «меншігіне» айналады.

Соның нәтижесінде оң зарядталған иондар ортақтастырылған электрондардан түзілген теріс зарядталған «газбен» қоршаған болвп шығады. (76-сурет)

Еркін электрондар, сонымен қатар, газ молекулалары сияқты жылулық қозғалысқа қатысады және металл кесегінің бойымен қалаған бағытта орын ауыстыра алады.

Өткізгіш ішіндегі электростаттикалық өріс, өткізгіште еркін зарядтардың болуы, өткізгіш ішіндегі электростатикалық өрістің 0-ге тең болуына әкеп, соғады. Егер электр өрісінің кернеулігі нөлден өзгеше болса, онда өріс еркін зарядтарды реттелген қозғалысқа келтірер еді, яғни өткізгіште электр тоғы пайда болар еді. Өткізгіш ішінде электр өрісі жоқ деп пайымдау зарядталған өткізгіш үшін де және сыртқы электростатикалық өріске орналастырылған зарядталмаған өткізгіш үшін де бірдей дәрежеде дұрыс.

Біртекті өріске енгізілген зарядталмаған пластинаны мысалға ала отырып (77-сурет), қандай процестің нәтижесінде өткізгіш ішіндегі электростатикалық өрістің кернеулігі нөлге тең болып шығатынын анықтайық. Электр өрісінің әсерінен пластиканың электрондары оңнан солға қарай ауыса бастайды. Алғашқы мезетте (өткізгішті өріске кіргізген кезде) электр тоғы пайда болады. Пластиканың сол жақбөлігі теріс, ол оң жағы - оң зарядталады. Электростатикалық индукция құбылысының мәнісі де осында. (Егер пластикананы MN түзуінің бойымен қақ бөлек, оның екі бөлігіде зарядталып шығады) . Пайда болған зарядтар өз өрісін тудырады (бұл өрісінің кернеулік сызықтары 178-суретте үзік сызықтармен көрсетілген) . Бұл өріс сыртқы өріспен қабаттасып, оны теңгереді. Елеусіз өз уақытта - ақ зарятар қайта тарап орналасады да пластина ішіндегі қалыпты өрісінің кернеулігі нөлге тең болып, зарядтардың қозғалысы тоқталады. Олай болмаған жағдайда өткізгіште үнемі ток жүріп, онда жылу бөлініп шығар еді. Бірақ энергияның сақталу заңы бойынша бұл мүмкін емес.

Сөйтіп өткізгіштің ішінде электростатикалық өріс жоқ. Электростатикалық қорған делінген құрылғы осыған негізделген. Электр өрісін сезгіш приборларды қорғау үшін металл жәшіктің ішінде орналастырады. Өткізгіштен тысқарғы электростатикалық өрістіңкүш сызықтары өткізгіш бетіне перпендикуляр болады. Бұлай болмаған жағдайда, өрі кернеулігінің өткізгіш бетімен бағыттас құраушысы пайда болып, өткізгіш арқылы электр тоғы жүре бастар еді.

Өткізгіштердің электр заряды. Зарядтардың тепе-теңдік жағдайында өткізгіштің ішінде өріс кернеулігі ғана нөлге тең болып қоймай, зарядта нөлге тең болады. өткізгіштегі барлық статикалық заряд оның бетіне жинақталған. Шынында да, егер өткізгіштің ішінде заряд болған болса, онда заряд жақын аймақта өріс те болар еді. Бірақ өткізгіштің ішінде электростатикалық өріс жоқ. Ендеше өткізгіштегі зарядтар оның тек алады. Бұл қорытынды электр өрісіндегі зарядталмаған өткізгіштер үшін де, онымен бірге, зарядталған өткізгіш үшін де орындалады.

Өткізгіштің ішінде зарядтың болмайтының қарапайым тәжірибелер арқылы (79-сурет) анықтауға болады. Цилиндрдің бетіне жеңіл қорғасын қағаз (станиоль) жапырақшалары жапсырылады. Цилиндрдің ішіндегі жылжымалы өткізгіш стерженьге тағы да сондай екі жапырақша бекітіп қояды. Егер цилиндрге мысалы; электростатикалық машинадан заряд берілсе, онда жапырақшаларбелгілі бір бұрышқа ажырайтыны байқалады. Себебі оларға ағып барған зарядтар цилиндрдегі немесе көрші жапырақшадағы аттас зарядтардан тебілетін болады. Ал егер стерженьдегі жапырақшаларда цилиндрдің ішіне кіргізсек, онда олар ажырамайды, өйткені олардағы заряднөлге тең. Зарядтар тепе-теңдікте болғанда өткізгіш ішіндегі электр өрісі және электр заряды нөлге тең.

Зарядтардың барлығы өткізгіш бетінде шоғырланған. Ал электр өрісінің кернеулік сызықтары өткізгіш бетінің кезкелген нүктесінде сол бетке перпендикуляр болып келеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.