Дененi электрлеу. заряд. зарядтың сақталу заңы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 36 бет
Таңдаулыға:

Жоспар.

Кіріспе.

І. Негізгі бөлім. Дененi электрлеу. Заряд. Зарядтың сақталу заңы

1. 1. Электростатиканың негізгі мақсаты

1. 2. Электростатикалық өрістің дипольдық қасиеттері

ІІ. Есептеу бөлімі

2. 1. Электростатикалық өрістің атқаратын жұмысын есептеу

2. 2. Электростатикалық өрістің потенциялдық энергиясын есептеу

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

1733 жылы француз ғалымы Дюфе оң және теріс зарядтардың болатынын, аттас зарядтар бір-бірінен тебілетінін, әр аттас зарядтар бір-біріне тартылатынын анықтады. Егер изоляцияланған екі жіпке ілінген шариктердің біреуін жібекке үйкелген шыны арқылы зарядтап, екіншісін теріге үйкелген эбонит арқылы зарядттасақ, онда шариктер бір-біріне тартылады. Ал егер екі шарикті бірдей теріге үйкелген эбонит арқылы зарядтасақ тебіледі. Шынының жібекке үйкегенде пайда болатын заряд-оң, эбонитті теріге үйкегенде пайда болатын заряд-теріс. Барлық денелердің құрмына электр зарядтары енетін болғандықтан зарядтталмаған кезде денедегі оң және теріс зарядтардың саны бірдей болады. Денелерді бір-біріне үйкегенде электр зарядттары бір денеден екінші денеге өтіп дене электрленеді. Бұдан мынандай қорытынды шығады: зарядтар жаңадан пайда болмайды немесе жоғалып кетпейді, бір денеден екінші денеге беріледі немесе бір дененің ішінде бөлініп орналасады. Көптеген тәжірибелердің нәтежесін қорытындылай келіп ағылшын физигі Фарадей 1843 жылы табиғаттың негізгі бір заңы зарядтың сақталу заңын ашты. Кез- келген тұйықталған электрлік жүйеде электр зарядтарының алгебралық қосындысы тұрақты болып қалады. Электр заряды белгілі бір элементар бөлшектердің бөлінбейтін қасиеті олып табылады. Элементар бөлшектердің бөлінбейтін қасиеті болып табылады. Элементар бөлшектердің барлығының заряды абсолют шамасы жағынан бірдей болады. е-элементар заряд. Элементар зарядқа теріс зарядты тасымалдаушы-электрон, оң зарядты тасымалдаушы-протон жатады, нейтрон-заряды жоқ бөлшек.

Кез келген дененің бойындағы заряд элементар зарядтың жиынтығынан құралатындықтан ол электронға бүтін еселі болып келеді. Бұл электр зарядтарының дискреттілігін көрсетеді. Денелерді үйкеу арқылы электрлеу және олардың арасындағы әсерлесу күштерін қарастыратын бөлімді-электростатика деп атаймыз. Электростатиканың негізгі заңы зарядтың өзара әсерлесу заңы. Нүктелік зарядтардың өзара әсерлесу заңын 1785 жылы француз ғалымы Кулон тәжірибе жүзінде анықтаған. Кулоннан кейін электростатиканың дамуына Фарадей, Ампер сияқты ғалымдар өз үлесін қосқан. Электростатика электр құбылыстарының негізі. Электр құбылысының ең басты анықтамасы ток күші- осы зарядтардың реттелген қозғалысынан пайда болады. Жұмыстың мазмұны кеңістікті алып тұрған зарядтардың әсерін түсіндіреді. Адамзат ерте заманнан-ақ әр түрлі құбылыстарды байқап, соларды түсіндіргісі келетін, бірақ электростатика заңдары ашылғанға дейін табиғаттағы, күнделікті өмірдегі құбылыстар түсініксіз қалған еді.

І. Негізгі бөлім

Дененi электрлеу. Заряд. Зарядтың сақталу заңыЭлектродинамика- бұл материяның ерекше бiр түрiнiң -электромагниттiк өрiстiңтабиғатының заңдылықтары мен қасиеттерi туралы, және электрлiк зарядталған денелер немесе бөлшектердiң арасында өзара әсерлесуiн зерттейтiн ғылым.Ғылымда ашылған (белгiлi) iргелi әсерлесудiң төрт түрi бар: гравитациялық, электромагниттiк, күштi (ядролық) және әлсiз (элементар бөлшектердiң өзгеруiн тудырады) . Олардың арасында әр алуан әрi кең тараған электромагниттiк күштер - иiмдi күштер, үйкелiс, бiздiң бұлшық еттерiмiздiң күшi және басқалар.Электростатикадеп тыныштықтағы электрлiк зарядталған денелердi зерттейтiн электродинамиканың бөлiмiн айтады.Электр заряды (электр мөлшерi) q- дененiң қасиетiн немесе бөлшектердiң электромагниттiк өзара әсерлесуiн және бұндай өзара әсерлесудiң қарқындылығын анықтайтын шама.Электр зарядының бiрлiгi ретiнде СИ жүйесiнде - баркулон(1Кл) деп өткiзгiштiң көлденең қимасынан 1сiшiнде ток күшi 1Аболғанда өтетiн электр заряды алынады.Электр зарядының шартты түрдеоңжәнетерiсдеп аталатын екi түрi бар. Аттас заряды бар денелер бiр-бiрiнен тебiледi, ал әр аттас зарядтары бар денелер - тартылады.Электр зарядтарын ылғи да тасушы болыпэлементар бөлшектержәнеантибөлшектертабылады. Мысалы, протон және антипротон, электрон және позитрон. Антибөлшектер массасы - сәйкес бөлшектердiң массасына тең және электр заряды терiс. Бөлшектердiң антибөлшектермен бiрiккенде аннигиляцияға (өзара жоюға) ұшырайды. Бұл кезде Эйнштейн формуласы бойынша масса энергияға айналадыE=mc2, мұндаЕ- энергия,m- бөлшектiң массасы,c- жарық жылдамдығы (бұл туралы толық мағлұматты 11-шi сынып курсынан бiлесiздер) . Ешқандай электр зарядын иеленбейтiн бөлшектер болады, мысалы, нейтрон, нейтрино. Бiрақбөлшексiз электр зарядының болуы мүмкiн емес.Электр заряды дискреттi: дененiң барлық электр зарядтарын бүтiн бөлiктерге бөлетiндей ең кiшi элементар электр заряды табылады.Қалыпты жағдайда дене электрлiк нейтраль жағдайда, себебi кез келген заттың атомындағы электрондар саны ядродағы протондар санына тең және дененiң зарядтарының қосындысы нөлге тең.Электрлеудеп бұл процесс нәтижесiнде денелер электр зарядын иеленiп, және электромагниттiк өзара әсерлесуге қатысу қабiлетiн айтады.Дененi электрлеу деп денедегi электр зарядтарын қайта орналастыруды айтады, яғни зарядтардың электрленуiпайда болмайды, тек денелер арасында бөлшектенiп және қайта орналасады.Электрлеу келесi түрлерге ажыратылады:Электр өткiзгiштiк әсерiнен электрлену. Үйкелiстiк электрлену. Әсер арқылы электрлену. Дененiң электрлену кезiндеэлектр зарядының сақталу заңыорындалады:тұйық жүйеде барлық бөлшектердiң зарядтарының алгебралық қосындысы өзгерiссiз қалады. Жүйетұйықдеп аталады, егер зарядталған бөлшектер одан сыртқа шықпаса және сырттан оған енбесе.Зарядтың сақталу заңы бойынша зарядталған, бiр оң және бiр терiс зарядтардан тұратын, бөлшектер тек қосарланып қана пайда болады және жоғалады, мысалы, протон және антипротон, электрон және позитрон.§ 1. 1 Кулон заңы - электростатиканың негiзгi заңыЕгер денелер арасындағы арақашықтық олардың өлшемдерiмен салыстырғанда бiрнеше есе артық болса, онда зарядталған денелердiң формасы да, өлшемдерi де олардың өзара әсерлесуiне елеулi әсер етпейдi. Бұндай жағдайда ол денелердi нүктелiк дене ретiнде қарастыруға болады.1. 1-суретТынышталған нүктелiк зарядтар (1. 1 - сурет) арасындағы өзара әсерлесу заңы тәжiрибе жүзiнде 1785ж. Шарль Кулон анықтаған және оның есiмiмен аталады.Кулон заңы:Бостықтағы екi қозғалмайтын зарядталған нүктелiк денелердiң өзара әсерлесу күшi F (кулон күшi)жәнезарядтардың модульдерiнiң көбейтiндiсiне тура пропорционал және олардың өзара r арақашықтығының квадратына керi пропорционал.(1. 1)Мұндаk- пропорционалдық коэффициентi, сандық мәнi бiрлiк зарядтардың бiрлiк ұзындығына тең арақашықтықта өзара әсерлесу күшiне тең.kкоэффициентiн мынадай түрде жазу қабылданғанмұнда-электр тұрақтысы, СИ жүйесi бойынша мынаған тең:Коэффициент kСИ бiрлiгiнде жазылуы бойынша келесi түрде өрнектеледi:Табиғатта бар ең кiшi заряд - бұлэлементар бөлшектер заряды. СИ бiрлiгiнде бұл зарядтың модулi мынаған тең:Ұлы ағылшын ғалымы Майкл Фарадей, электр зарядтары бiр-бiрiне тiкелей әсер етпейдi деп жорамал жасайды. Олардың әрқайсысы қоршаған ортадаэлектр өрiсiнтуғызады. Бiр зарядтың өрiсi екiншi зарядқа әсер етедi, және керiсiнше. Зарядтан алыстаған сайын өрiс төмендейдi.Басқа бiр ғалым - Джемс Клерк Максвелл - электромагниттiк әсерлесу кеңiстiкте ақырлы жылдамдықпен таралатынын теориялық дәлелдедi. Максвелл электромагниттiк әсердiң таралуы бостықтағы жарық жылдамдығына тең, яғни 3км/с.Электромагниттiк өрiстiң негiзгi қасиетi - оның әлектр зарядтарына қандайда бiр күшпен әсер етуi.Қозғалмайтын зарядтардың электр өрiсiнэлектростатикалықдеп атайды. Ол тек электр зарядтарынан пайда болады және уақыт бойынша өзгермейдi. Электр өрiсi осы зарядтармен қоршаған кеңiстiкте бар болады және онымен үздiксiз байланыста болады.Электр өрiсiнiң кернеулiгi- берiлген нүктедегi электр өрiсiн сипаттайтын векторлық шама, және ол өрiстiң берiлген нүктесiнде орналасқан нүктелiк зарядқа әсер ететiнкүштiң заряд шамасынаqқатынасына тең:1. 2-суретвекторының бағытыоң зарядқа әсер ететiн күшке бағыттас, жәнетерiс зарядқа әсер ететiн күш бағытына керi бағыттас.Кернеулiк - электр өрiсiнiңкүштiк сипаттамасыболып табылады. Электр өрiсi тарапынан әсер ететiн күш мынаған тең:(1. 2)Егер электр өрiсi барлық нүктелерде кернеулiгiбiрдейболса, онда олбiртектiдеп аталады.Кернеулiк сызықтарынемесе электр өрiсiнiң күш сызықтары деп ол сызықтардың әрбiр нүктесiндегi жанама өрiс кернеулiгi векторының бағытымен сәйкес келетiн (беттесетiн) сызықтарды айтады.Электр өрiсiнiңкүш сызықтарытұйықталмаған, олар оң зарядтардан басталып терiс зарядтардан аяқталады (4. 2, 4. 3 - суреттер) .Күш сызықтарыүздiксiзжәнеқиылыспайды. Олар зарядталған денелерден басталады немесе аяқталады, содан кейiн жан-жаққа шашырайды. Сондықтанкүш сызықтарыныңтығыздығы зарядталған дене маңайында жоғары, яғни өрiс кернеулiгi жоғары болған жерде.1. 3-суретБiртектi электр өрiсiнiң күш сызықтарыпараллельжәне олардың тығыздығы тұрақты (1. 4 - сурет) .1. 4-сурет(1. 3)Өрiстердiң суперпозиция принципi:кеңiстiктiң берiлген нүктесiнде әртүрлi зарядталған бөлшектер электр өрiсiн тудырады (жасайды), олардың кернеулiгiжәне басқалар, онда бұл нүктеде өрiстiңқорытқы кернеулiгiмынаған тең:(1. 4)Электр өрiсi тек қана бостықта ғана емес денелерде де бар бола алады.Шарттытүрде бұндай денелердiөткiзгiштергежәнедиэлектриктерге (изоляторларға)бөледi.Өткiзгiштердеп зарядталған бөлшектерi бар және олар электр өрiсiнiң әсерiнен орынауыстыруға қабiлеттi денелердi айтады. Бұл бөлшектердiң зарядыеркiн зарядтардеп аталады.Металл өткiзгiште электрондар еркiн зарядтарды тасушы болып табылады. Металдың нейтраль атомдары бiр-бiрiмен өзара әсерлеседi. Бұл әсерлесудiң нәтижесiнде атомдардың iшкi қабатында өз атомдарымен байланысын жоғалтады және өткiзгiш үшiн түгелдей жалпы болады. Осылайша, өткiзгiш жалпы ортақ электрондардан тұратын терiс зарядталған газбен қоршалған оң зарядталған иондар түрiнде қарастыруға болады.Электростатикалық индукциядеп электростатикалық өрiске енгiзiлген өткiзгiште зарядтардың қайта орналасу құбылысын айтады. Зарядталмаған пластинаны (өткiзгiштi) бiртектi өрiске енгiзгенде елеусiз аз уақытта зарядтар қайта орналасады. Бұл процесс нәтижесiнде шығатын пластина iшiндегi өрiс кернеулiлiгi нөлге тең болады және зарядтар қозғалысы тоқтайды. Сондықтанөткiзгiштiң iшiнде электростатикалық өрiс жоқ. Сезгiш құрылғылар металл корпуста немесе сеткада орналастырылады, онда ешқандай сыртқы өрiс оларға әсер етпейдi - электростатикалық қорғау осыған негiзделген.1. 5-суретӨткiзгiш iшiнде зарядтардың тепе-теңдiк кезiнде тек өрiс кернеулiгi ғана нөлге тең емес. Сонымен қатарөткiзгiштiң барлық статикалық зарядтары оның бетiне бағытталғандықтан, зарядтар нөлге тең. Электр өрiсiнiң күш сызықтары немесе кернеулiгi өткiзгiш бетiне перпендикуляр.Шар өрiсi(1. 5 - сурет) . Зарядталған өткiзгiш радиусыRшардың бетiндеqзаряд бiркелкi таралған. Электр өрiсiнiң күш сызықтары шар радиустарының жалғасу бойымен бағытталған.Өткiзгiш шардың iшiнде электр өрiсiнiң кернеулiгi нөлге тең.Диэлектриктер(немесеизоляторлар) деп электр тогын өткiзбейтiн денелердi айтады.Изолятордың немесе диэлектриктiң еркiн электр заряды жоқ нейтраль атомдарда электрондар мен ядролар бiр-бiрiмен байланысқан және электр өрiсiнiң әсерiнен бүкiл денеге орынауыстыра алмайды.Өткiзгiштер мен диэлектриктер электростатикалық өрiсте өздерiн әрқалай ұстайды.Диэлектрик iшiнде электр өрiсi болуы мүмкiн; бұл жағдайда диэлектрик өрiске белгiлi бiр әсер бередi.Диэлектриктердi екi түргеажыратады:полярлық емесжәнеполярлық.Полярлық емес диэлектриктермолекулаларында және атомдарындаоң және терiс зарядтардың таралу центрлерi сәйкес келедi. Мысалға, сутегi атомында оң заряд - протон - центрде болады, терiс заряд - электрон - ядро маңайында өте жоғары жылдамдықпен айналады, сондықтан уақыт бойынша орташа терiс зарядтың таралу центрi ортасына келедi, яғни оң зарядталған ядромен сәйкес келедi (1. 6 - сурет) .1. 6-суретПолярлық емес диэлектриктер - инерттi газдар, сутегi, азот, көмiртегi және басқалар.1. 7-суретПолярлық диэлектриктермолекулаларындаоң және терiс зарядтардың центрлерi сәйкес келмейдi. қ Мысалға, ас тұзыныңNaClпайда болуы кезiнде, жетi валенттiк электрондары бар хлор атомы натрий атомының бiр валенттiк электронын iлестiредi. Өз ядросымен әлсiз байланысан. Нейтраль атомдардың әрқайсысы таңбалары қарама-қарсы екi ионнан тұратын жүйеге айналады. Үлкен арақашықтықта молекуланың модульдерi бойынша тең және зарядтары бойынша бiр-бiрiненLарақашықтықта қарама-қарсы екi нүктелiк зарядтардың жиынтығы ретiнде қарастыруға болады. Бұндай зарядтардың бүтiндей нейтраль жүйесiнэлектр диполiдеп атайды (1. 7 - сурет) .Электр диполiнiң негiзгi сипаттамасыдиполь (электр) моментiдеп аталатын векторлық физикалық шама болып табылады. Бұл моменттiң модулi зарядqмодулiнiң арақашықтыққаLкөбейтiндiсiне тең:(1. 5)Дипольдiк момент бағыты дипольдiң терiс зарядтан оң зарядқа қараған осiмен сәйкес келедi.Полярлық диэлектриктерге спирт, су және басқа заттар жатады.Диэлектриктiң iшкi электр өрiсiне орынауыстыру кезiндеполяризацияпроцесi жүредi.Поляризациядеп диэлектриктiң оң жәнен терiс байланысқан зарядтарының қарама-қарсы бағыттарда араласуын айтады.Полярлық диэлектриктiң поляризациясы. Iшкi электр өрiсiне енгiзген кездеполярлық диэлектриктiңәрбiр диполiне модульдары бойынша бiрдей және бағыттары бойынша қарама-қарсы екi күш әсер ете бастайды. Олар, өрiс күш сызықтары бойымен бағытталған ось бойынша бұрайтын, күш моментiн жасайды. Бұл жағдайда дипольдiңоң шетi электр өрiсi бағытына, ал терiс жағы - керi бағытта ойысады. Дипольдiк молекулалардың қатаң бағытталуына олардың жылулық қозғалысы кедергi жасайды. Сондықтан өрiстiң әсерiнен электрлiк дипольдердiң бағытталуы байқалады. Диэлектрик бетiнде байланысқан заряд туындайды. Диэлектрик iшiнде дипольдердiң оң және терiс заряды бiр-бiрiн теңгередi жәнеорташа байланысқан заряд бұрынғыдай нөлге тең.Полярлық емес диэлектриктiң поляризациясы. Iшкi электр өрiсiне орналасқанполярлық емес диэлектриктемолекулалардың оң және терiс зарядтардың бiр-бiрiне қатысты араласуы өтедi.Оң және терiс зарядтардың центрлерiнiң таралуы сәйкес келмейдi (беттеспейдi). Бұндай деформацияланған молекулаларды осi өрiс бойымен бағытталған электрлiк диполь ретiнде қарастыруға болады. Диэлектрик бетiнде полярлық диэлектриктi поляризациялау кезiндегiдей байланысқан зарядтар бола бастайды.Диэлектрик iшiнде дипольдердiң оң және терiс заряды бiр-бiрiн теңгередi және орташа байланысқан заряд бұрынғыдай нөлге тең.1. 8-суретДиэлектрик бетiндегiбайланысқан заряд, iшкi өрiстiң кернеулiгiнекерi бағытталған өзiнiң кернеулiгiменшiктi электр өрiсiн туғызады(1. 8 - сурет) .Сондықтандиэлектрик iшiндегi қорытқы өрiс бәсеңдейдi. Бәсеңдеу дәрежесi диэлектриктiң қасиетiне байланысты.Ортаның диэлектриктiк өтуi (енуi) деп бiртектi диэлектрик iшiнде электр өрiсi кернеулiгiнiң модулiбостықтағы (вакуумдегi) өрiс кернеулiгi модулiненнеше есе кем екенiн көрсететiн физикалық шама:(1. 6)§ 1. 5 Зарядтың орынауыстыруы кезiнде электр өрiсiнiң жұмысыЗарядqорынауыстырған кезде, оған өрiс тарапынан әсер ететiн күш жұмыс жасайды. Сәйкесiнше, электр өрiсiндегi зарядталған дене энергияға ие болады.1. 9-суретҚарама-қарсы зарядқа ие үлкен металл пластиналар кернеулiгiбiртектi өрiс тудырады (1. 9 - сурет) . Бұл өрiс зарядқа тұрақтыкүшпен әсер етедi. Онда оң зарядталған зарядтың терiс зарядталған пластинаданқашықтықтағы 1 нүктеден осы пластинаданқашықтықтағы 2 нүктеге орынауыстыруы кезiндеөрiстiң жасайтын жұмысымына формуламен анықталады:(1. 7)1 мен 2 нүктелерi бiр күштiк сызық бойында жатады.Кулон күшiнiңжұмысы траектория формасынан тәуелсiз.Кез келген электростатикалық өрiс жұмысызарядтыңтұйық траектория бойымен орынауыстыру кезiнде барлық уақытта нөлге тең. Бұндай қасиетке ие өрiстерпотенциалдықдеп аталады.Кулон күшi потенциалдық болып табылады. Потенциал күштердiң жұмысы терiс таңбамен алынған потенциалдық энергия өзгерiсiне тең:(1. 8)Бiртектiэлектростатикалық өрiстезарядтың потенциалдық энергиясымынаған тең:(1. 9)Потенциалдық энергияның нөлдiк деңгейi әр қалай алынады. Себебi,физикалық мағынағапотенциалдық энергияның өзi емес, зарядтың бастапқы орнынан соңғы орынға орынауыстыруы кезiнде өрiстiң жасайтын жұмысынан анықталатын -потенциалдар айырымы ие.Электр өрiсiнiңкүш сызықтары потенциалдық энергияның кему бағытынкөрсетедi. Егер өрiсоң жұмысжасаса, онда өрiстегi зарядталғанбөлшектiң потенциалдық энергиясыкемидi, және онымен бiр уақытта, энергияның сақталу заңы бойынша, оныңкинетикалық энергиясы өседi, бөлшек үдеуi өседi (электр лампасындағы электрондар үдемелi қозғалады) . Керiсiнше, терiс жұмыс iстегенде потенциалдық энергия өсiп, кинетикалық энергия кемидi, яғни бөлшек тежеледi.Гравитациялық өрiспен ұқсастығы.Масса орын ауыстырғанда гравитациялық өрiстiң жасаған жұмысы потенциалдық энергияны азайтады .+q оң заряды орын ауыстырғанда электр өрiстiң жасаған жұмысы потенциалдық энергияны азайтады1. 10 - Cурет§ 1. 6 Потенциал. Потенциалдар айырымыПотенциалφ - электростатикалық өрiстi энергетикалық сипаттайтын скаляр шама. Ол өрiс зарядының потенциалдық энергиясының осы зарядқа қатынасына тең:(1. 10)Потенциалөрiстiң берiлген нүктедегi q зарядының потенциалдық энергиясынанықтайды.Практикалық мәнгеие болатын нүктедегi потенциалдың өзi емес, потенциалдың өзгерiсi, яғни потенциалдың санақ басын таңдап алуға тәуелсiз шама - потенциалдар айырымы.Екi нүкте арасындағыпотенциалдар айырымы (кернеу)зарядтың бастапқы нүктеден соңғы нүктеге орынауыстырғанда электростатикалық өрiс жұмысының зарядқа қатынасына тең:(1. 11)Егер 1Клзаряд бiр нүктеден екiншi нүктеге орынауыстырғанда электр өрiсi 1Джжұмыс жасаса, онда бұл екi нүкте арасындағыпотенциалдар айырымыбiрге тең. Бұл бiрлiквольт(В) деп аталады; 1В= 1Дж/1Кл.§ 1. 7 Кернеу. Бiртектi өрiс кернеуi мен кернеулiгi арасындағы байланысБiртектi өрiс кернеулiгi мен потенциалдар айырмасы арасындағы байланыс келесi түрде жазылады:(1. 12)ПотенциалΔd, арақашықтықта неғұрлым аз өзгерсе, электростатикалық өрiс кернеулiгi соғұрлым аз болады; егер потенциал тiптi өзгермесе, онда өрiс кернеулiгi нөлге тең.СИ жүйесiнде электр өрiсiнiңкернеулiк бiрлiгiретiнде - бiрвольттың метрге қатынасы(1В/м) - кернеулiк сызығы бойында бiр-бiрiнен 1мқашықтықта орналасқан екi нүкте потенциалдарының айырымы 1Вболатын бiртектi электр өрiсiнiң кернеулiгi алынады.1. 11-сурет1. 12-суретЭлектростатикалық өрiстегiэквипотенциал бетдеп потенциалдарытеңгеометриялық нүктелер орнын айтады.Эквипотенциал беттеркүш сызықтарысияқты кеңiстiкте өрiстiң таралуын сипаттайды.Эквипотенциал беттiңәрбiр нүктесiндекернеулiк вектор осы бетке перпендикуляржәнепотенциалдың кему жағына бағытталған.Эквипотенциал беттерешуақытта дақиылыспайды(1. 11, 1. 12, 1. 13 - сурет) .1. 13-суретЭлектростатикалық өрiсте кез келген өткiзгiштiң бетi эквипотенциалды болып табылады. Өткiзгiш iшiндегi өрiс кернеулiгi нөлге тең болғандықтан, өткiзгiштiңiшiндегiбарлық нүктелерде потенциалдар бiрдей болады.Эквипотенциал бет бойымензарядтың орынауыстыруы кезiнде өрiстiң жұмысынөлге тең.§ 1. 8 Электр сыйымдылығы. Өткiзгiш сфераның электр сыйымдылығыҚандайда бiр әдiспен екi өткiзгiштi зарядтағанда оның бiрi шамасыqоң зарядталып, ал екiншiсi шамасы дәл сондай терiс зарядталады. Өткiзгiштер арасында электр өрiсi пайда болып, потенциалдар айырымы (кернеу) туындайды. Егер электр өрiсi жеткiлiктi күштi (кернеу жоғары) болса, ондадиэлектриктiң iстен шығуыорын алады:диэлектрик өткiзгiшке айналады, онда өткiзгiштер арасында ұшқын пайда болып, олар разрядтала (зарядтарын жоғалта) бастайды. Табиғатта бұл құбылысты күн күркiрегенде найзағай ойнағанынан байқауға болады. Өткiзгiштер арасындағы кернеу тез өсуi бәсеңдеген сайын олардың зарядтарының көбейгенi, көп заряд ұстап қалуға мүмкiндiк бередi.Электр сыйымдылығыдегенiмiз екi өткiзгiштiңэлектр зарядын ұстап қалу қабiлетiнсипаттайтын шама.Екi өткiзгiштiң электр сыйымдылығыдеп бұл екi өткiзгiштiң бiрiнiң зарядының олардың потенциалдарын айырмасына қатынасын айтады:(1. 13)Дараланған өткiзгiштiң электр сыйымдылығыдеп, өткiзгiш потенциалы шексiз қашықтықта нөлге тең депжорамалдағанда, бұл өткiзгiштiң зарядыныңqоның потенциалына φ қатынасын айтады:(1. 14)Өткiзгiштiңэлектр сыйымдылығыоныңформасынан, сызықты өлшемдерiненжәне қоршаған ортаныңэлектрлiк қасиеттерiнен тәуелдi.РадиусыRдараланған шардыңнемесеөткiзгiш сфераның электр сыйымдылығымынаған тең:(1. 15)мұнда- электр тұрақтысы.Екi өткiзгiштiң электр сыйымдылығыСИ жүйесiндебiрге тең, егер оларға +1Клжәне -1Клзаряд жiберiлсе, олардың арасындағы потенциалдар айырымы 1В. Бұл бiрлiктiфарад(1Ф) деп атайды; 1Ф= 1Кл/В.§ 1. 9 Конденсатор. Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы1. 14-сурет1. 15-суретКонденсатордепдиэлектриктердiң жұқа қабатымен бөлiнгенмодульдары бойынша теңәр аттас зарядталғанзарядтардың екi өткiзгiштен тұратын жүйесiн айтады.Бұл жағдайдаконденсатордың орамдарыдеп аталатын өткiзгiштердiң формасымен бiр-бiрiне қатысты орналасуы олардың тудыратын электр өрiсiкеңiстiктiң шектеулi аймағынабағытталатындай болуы керек.Конденсаторларжазық, сфералықжәнецилиндрлiкдеп ажыратылады.Конденсатордың электр сыйымдылығыжоғарыда көрсетiлген формуладағыдай екi өткiзгiштiң электр сыйымдылығынан есептеледi:1. 16-сурет1. 17-суретЖазық конденсаторбiр-бiрiнен аз арақашықтықта орналасқан бiрдей екi параллель пластинадан тұрады.Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы мынаған тең:(1. 16)мұндаS- әр пластинаның ауданы,d- пластиналар арасындағы арақашықтық.§ 1. 10 Электр өрiсiнiң энергиясы. Конденсаторды тiзбектей және параллель жалғауЗарядталған конденсатор энергиясымына формуламен анықталады:(1. 17)мұндаq- конденсатор орамының заряды,U- орамдар арасындағы потенциалдар айырымы.Зарядталған конденсатордың энергиясы деп олардың электр өрiсiн жасайтын энергияны айтады.1. 18-суретЭлектр өрiсiнiң энергиясыөрiстiң негiзгi сипаттамасы -кернеулiкарқылы өрнектеледi:(1. 18)мұнда- электр тұрақтысы.Берiлген кернеуде қажеттi сыйымдылықты алу үшiн конденсаторды батареяға жалғайды.1. 19-суретСыйымдылықтарыконденсаторларды параллель жалғағанда (1. 19 - сурет) батареяның қорытқы электр сыйымдылығы мына формуламен есептеледi:(1. 19)бұл жағдайда конденсаторлар орамдары арасындағы потенциалдар айырымы бiрдей.1. 20-суретКонденсаторларды тiзбектей жалғағанда (4. 20 - сурет) батареяның сыйымдылығы келесi формуламен анықталады:(1. 20)бұл кезде конденсаторлардың заряды тең. Бұл жағдайда қорытқы сыйымдылық батареяға кiретiн кез-келген конденсатордың ең кiшi сыйымдылығынан кiшi болады.:

Дененi электрлеу. Заряд. Зарядтың сақталу заңы

Электродинамика - бұл материяның ерекше бiр түрiнiң - электромагниттiк өрiстiң табиғатының заңдылықтары мен қасиеттерi туралы, және электрлiк зарядталған денелер немесе бөлшектердiң арасында өзара әсерлесуiн зерттейтiн ғылым.

Ғылымда ашылған (белгiлi) iргелi әсерлесудiң төрт түрi

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.