Файл қосу
Электр энергиясын жеткізу
|ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ |
|ШӘКӘРІМ атындағы СЕМЕЙ қаласының МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ |
|3 деңгейлі СМЖ құжаты |ОӘК |ПОӘК 042-14-2-06.1.20.96 |
| | |/02-2013 |
|ПОӘК |№1 баспа 2010 ж. | |
|«ЭЛЕКТР ЖӘНЕ МАГНЕТИЗМ» | | |
|пәнінің студенттерге | | |
|арналған жұмыс | | |
|бағдарламасы | | |
ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН
«ЭЛЕКТР ЖӘНЕ МАГНЕТИЗМ» пәні бойынша
5В011000 «ФИЗИКА» мамандығы бойынша оқитын
2-курс студенттеріне арналған
Семей 2013 ж.
Алғы сөз
1. ҚҰРАСТЫРЫЛДЫ
Құрастырушы ________ 2013 ж. Қасымханова Күләш Ағыбаевна «Физика»
кафедрасының аға оқытушысы
2. ТАЛҚЫЛАНДЫ
2.1 «Физика» кафедрасының отырысында
№ 1 хаттама 12 кыркүйек 2013 ж.
Кафедра меңгерушісі _______ С.С.Маусымбаев
МАҚҰЛДАНДЫ
3.1 Физика-метематика факультетінің оқу-әдістемелік бюросы отырысында
№ 1 хаттама 1 қыркүйек 2012 ж.
ОӘБ төрайымы ________ Қ.А.Батырова
4 БЕКІТІЛДІ
Университеттің оқу-әдістемелік кеңесінің отырысында құпталып және баспаға
ұсынылды
№ 1 хаттама _18_қыркүйек 2013 ж.
ОӘК төрағасы ________ Г.К.Искакова
№ 2 баспаның орнына енгізілген.
МАЗМҰНЫ
1.Глоссарий
2.Дәріс конспектілірі
3.Пәнді оқуға арналған әдістемелік нұсқаулар
- Лабораториялық сабақтардың нұсқаулары
- Практикалық сабақтардың нұсқаулары
- СОӨЖ ның әдістемелік нұсқаулары
- СӨЖ ның әдістемелік нұсқаулары
4.Білімдерді бақылау-өлшеу құралдары
1 Глоссарий
Ампер - ток күшінің Халықаралық бірліктер системасы (СИ) мен электрлік
және магниттік системасындағы (МКСА) өлшеу бірлігі.
Ампер заңы – тогы бар өткізгіштің бірлік өлшем ұзындығына магнит өрісі
тарапынан әсер етуші механикалық күш.
Ампер – сағат – электр мөлшерінің жүйеден тыс өлшеу бірлігі.
Био – Савар – Лаплас заңы – электр тогының әсерінен пайда болған магнит
өрісінің индукциясын анықтайтын заң.
Ватт – қуаттың СИ системасындағы өлшеу бірлігі.
Ватт – сағат – жұмыстың немесе энергияның өлшеу бірлігі.
Вебер – магнит ағынының СИ системасындағы өлшеу бірлігі.
Видеман – Франц заңы – металдың жылу өткізгіштігі мен электр
өткізгіштігінің температураға байланысты қатынасын анықтайтын заң.
Вольт – потенциалдар айырмасының (кернеудің, электр қозғаушы күштің) МКСА
системасындағы өлшеу бірлігі
Гаусс – магнит индукциясының абсолюттік СГС (гаусстік) және СГСМ
(электромагниттік) системасындағы өлшеу бірлігі.
Генри – индуктивтіліктің және өз ара индуктивтіліктің МКСА системасындағы
өлшеу бірлігі.
Гистерезис – ферромагнетиктердің магниттелу процесінің магниттеуші сыртқы
өрістен қалып қоюы.
Джоуль - жұмыстың және энергияның МКСА системасы мен Халықаралық бірліктер
системасындағы өлшеу бірлігі.
Джоуль – Ленц заңы - өткізгішпен ток жүргенде бөлініп шығатын жылу
мөлшерін анықтайтын заң
Диамагнетизм – кейбір заттың сыртқы магниттеуші өріске қарсы магниттелу
қасиеті.
Индуктивтілік - электр тізбегіндегі токтың өзгеру жылдамдығы мен сол
тізбек құрамындағы өткізгіштерде индукцияланатын ЭҚК арасындағы байланысты
сипаттайтын шама.
Кирхгоф ережелері – бірінші ереже – түйінде тоғысатын токтардың алгебралық
қосындысы нольге тең.; екінші ереже – тармақталған электр тізбегінің кез
келген тұйық контурындағы ток күштерінің ,иток жүретін бөліктердің
кедергіліріне көбейтіндісінің алгебралық қосындысы, сол контурдағы ЭҚК дің
алгебралық қосындысыны тең.
Кулон - электр мөлшерінің абсолюттік және МКСА системасындағы өлшеу
бірлігі.
Парамагнетизм - кейбір заттардың сыртқы магниттеуші өрісінің бағыты бойынша
магниттелу қасиеті.
Сегнетоэлектриктер - сыртқы өрістің әсерінсіз – ақ өздігінен
поляризацияланатын аймақтары бар және диэлектрик өтімділігі жоғары
диэлектриктер
Электростатика деп қозғалмайтын зарядтардың кеңістікте туғызған электр
өрістерінің қасиеттерін зерттейтін физиканың бөлімін айтады.
Электр өрісі деп көмегімен кеңістікте зарядтар арасындағы өзара әсерлесу
жүзеге асатын материалдық ортаны айтады.
Электр өрісінің кернеулігі деп өрістің берілген нүктесіндегі бірлік оң
зарядқа әсер ететін күшпен анықталатын шаманы айтады.
Электр өрісінің потенциалы деп өрістің берілген нүктесіндегі бірлік оң
зарядтың потенциалдық энергиясымен анықталатын шаманы айтады.
Электр өрістерінің суперпозиция принциптерінің мәні электр зарядтары
жүйесінің қорытқы өрісінің кернеулігі әрбір жеке заряд туғызған өріс
кернеуліктерінің векторлық (геометриялық) қосындысына тең болатындығымен
байланысты.
Электрлік диполь деп бір-бірінен белгілі бір ара қашықтықта орналасқан
шамалары тең, таңбалары қарама-қарсы екі зарядтың жүйесін айтады.
Электр тогы деп зарядтың қандай да бір [pic] бет арқылы өтуін айтады.
Механика - механикалық қозғалыстың заңдылықтарын және бұл қозғалысты
туғызушы немесе өзгертуші себептерді қарастыратын физиканың бөлімі.
Кинематика – денелердің қозғалысын осы қозғалысты туғызушы себеппен
байланыстырмай зерттейді.
Динамика – денелердің қозғалыс заңдарын және бұл қозғалысты туғызушы немесе
өзгертуші себептерді зерттейді.
Материалдық нүкте – берілген есептің шарттарында өлшемдерін есепке алмауға
болатын массасы бар дене.
Абсолют қатты дене – ешбір жағдайларда деформацияланбайтын және барлық
жағдайларда екі нүктесінің (дәлірек айтса, екі бөлшегінің) ара қашықтығы
өзгермейтін дене.
Абсолют серпімді соққы – нәтижесінде толық механикалық энергия
(потенциалдық және кинетикалық энергияның қосындысы) сақталатын соққы.
Абсолют серпімсіз соққы нәтижесінде толық механикалық энергия (потенциалдық
және кинетикалық энергиялардың қосындысы) сақталмайды және ол энергияның
басқа түріне, мысалы жылулық энергияға ауысады.
Дененің массасы – дененің инерттілігінің сандық өлшемі болып табылатын
физикалық шама.
Күш – денелердің өзара әсерлесуінің сандық өлшемі болып табылатын физикалық
шама.
Қозғалыс траекториясы – қозғалған материалдық нүктенің кеңістікте уақыттың
өтуіне байланысты сызатын сызығы.
Дененің импульсі – сан жағынан дененің массасының жылдамдығына
көбейтіндісіне тең және бағыты жылдамдықтың бағытымен бірдей векторлық
шама.
Молекулалық физика – заттың құрылысы мен қасиеттерін барлық денелер
үздіксіз хаосты қозғалыстағы молекулалардан тұрады дегенге негізделген
молекулалық – кинетикалық түсініктерді басшылыққа лаып қарастыратын
физиканың бөлімі.
Моль – молекулаларының немесе атомдарының саны [pic]Авогадро санына
([pic]моль[pic]) тең зат мөлшері.
Физикалық процесс – жүйенің бір күйден екінші күйге өтуі.
Детальдың тепе – теңдік принципінің мәні мынада: тепе-теңдіктік
макрожүйедегі кез келген микропроцесс оған кері процестің жылдамдығындай
жылдамдықпен өтеді.
Механикалық жүйенің еркіндік дәрежелер саны деп жүйенің кеңістіктегі орнын
анықтайтын тәуелсіз шамалардың санын айтады.
Бірінші текті мәңгі қозғалтқыш деп сыртттан алған энергиядан артық жұмыс
жасайтын, периодты әрекет ететін қозғалтқышты айтады.
Политроптық процесс деп дененің жылу сыйымдылығы тұрақты болып қалатын
процесті айтады.
Жылу сыйымдылық деп дененің температурасын бір кельвинге арттыру үшін оған
жұмсалатын жылу мөлшеріне тең шаманы айтады.
Барометрлік формула деп, атмосфералық қысымның биіктікке байланысты
экспоненциалды кемуін өрнектейтін формуланы айтады.
Еркін жүріс жолының ұзындығы деп газ молекуласының кезектес екі
соқтығысуларының арасындағы уақыт ішінде жүріп өтетін өтетін жолын айтады.
Сименс – электрлік кедергіге кері шама заттың электр өткізгіштігінің
бірлігі.
Тізбектің әр текті бөлігі деп электростатикалық күштермен бірге бөгде
күштер әсер ететін бөлікті айтады.
Тұрақты электр тогы деп шамасы мен бағыты уақыт бойынша өзгермейтін электр
тогын айтады.
Магнит өрісі құйынды өріс, себебі магнит өрісі индукциясының циркуляциясы
нольден өзгеше.
Магнит индукциясы векторының дивергенциясы әрқашан нольге тең, себебі
табиғатта магнит зарядтары жоқ.
Ортаның магниттік өтімділігі ортадағы магнит өрісінің индукциясы
вакуумдағымен салыстырғанда неше есе артық екендігін көрсетеді.
Кюри нүктесі деп температураның одан жоғары мәнінде заттың ферромагнетиктік
қасиеттері жойылып, ол парамагнетикке айналатын мәнін айтады.
Электромагниттік индукция құбылысы деп тұйықталған өткізгішконтурмен
шектелген магнит ағыны өзгергенде осы контурда индукциялық электр тогы деп
аталатын электр тогының пайда болу құбылысын айтады.
Генри – контур индуктивтілігінің бірлігі.
Тербеліс деп белгілі бір қайталану дәрежесімен сипатталатын процесті
айтады.
Тербеліс периоды – толық бір тербеліс уақыты.
Герц (Гц) – уақыт бірлігі ішіндегі бір тербеліске сәйкес тербелістер
жиілігінің бірлігі.
Гармоникалық тербеліс деп синустық немесе косинустық заң бойынша өтетін
тербелісті айтады.
Математикалық маятник – салмақсыз. Созылмайтын жіпке ілінген және ауырлық
күшінің әсерінен тербеле алатын материалдық нүкте.
Толқын ұзындығы деп 2[pic]-ге тең фазалар айырымымен тербелетін екі
нүктенің ара қашықтығын айтады.
Жылулық сәуле деп денелердің ішкі энергиясы есебінен шығатын
электромагниттік сәулені айтады.
Дененің энергетикалық жарқырауы (немесе сәуле шығарғыштығы) деп дененің
бірлік бетінен барлық бағытта шығатын энергия ағынын айтады.
Абсолют қара дене деп кез келген температурада өзіне түскен жарықты оның
жиілігіне, поляризациясы мен таралу бағытына байланыссыз жұтатын денені
айтады.
Планк гипотезасы электромагниттік сәуле жиілігіне пропорционал энергияның
жеке үлестері (кванттары) түрінде шығады.
«Ультракүлгін күйреуі» деп классикалық физиканың Кирхгоф функциясына
арналған қара дененің сәуле шығарғыштығының жиілікке тәуелділігінің
тәжірибелік мәліметтерін қанағаттандыратын өрнегін классикалық физика
әдісімен іздеудің мүмкін еместігін айтады.
Сыртқы фотоэффект (немесе фотоэлектрондық эмиссия) деп қатты және сұйық
денелердің электромагниттік сәуле әсерінен электрондар шығаруын айтады.
де Бройль гипотезасының мәні мынада: бөлшектердің корпускулалық
қасиеттерімен бірге толқындық қасиеттері де болады.
де Бройль толқыны – классикалық физикадағы толқындармен ұқсастығы жоқ,
ерекше кванттық табиғаты бар толқын.
Гейзенбергтің анықталмағандық принципінің мәні мынада: микробөлшектің
координаталары мен оларға сәйкес импульстерінің анықталмағандықтарының
көбейтіндісі [pic] Планк тұрақтысынан кем болмайды.
Шредингер теңдеуі – микробөлшектер қозғалысының заңдарын сипаттайтын
релятивистік емес кванттық механиканың негізгі теңдеуі.
Толқындық функция [pic]- микробөлшектің күйін сипаттайтын функция.
Туннельдік эффект деп бөлшектің ені шағын потенциалдық бөгеттен энергиясы
осы бөгеттің биіктігінен аз болғанда өтіп кету құбылысын айтады. Кванттық
гармоникалық осциллятордың нольдік энергиясы деп оның толық энергиясының ең
аз (ноль емес) мәнін айтады.
Резерфорд атомының ядролық моделі атомның іс жүзінде барлық массасы
шоғырланған оң зарядталған ядродан және ядроның маңайында айналатын
электрондардан тұратын жүйе болып табылады.
Электронның Бор орбиталары электронның байқалу ықтималдығы барынша үлкен
болатын нүктелердің геометриялық орны болып табылады.
Спин деп микробөлшектің классикалық физикада ұқсастығы жоқ меншікті
механикалық моментін айтады.
Фермион деп жарты спині бар бөлшекті айтады.
Бозон деп нөлдік немесе бүтін санды спині бар бөлшекті айтады.
Ядроның байланыс энергиясы деп ядроны құрайтын нуклондарға кинетикалық
энергия бермей ыдырату үшін жасалатын жұмыспен анықталатын шаманы айтады.
Радиоактивтілік деп бір атом ядроларының екіншілеріне элементар бөлшектер
шығара отырып түрленуін айтады.
Жартылай ыдырау периоды – ядролардың алғашқы мөлшерінің жартысы ыдырайтын
уақыт.
Ядролық реакция деп ядроны ( немесе ядроларды) түрлендіруге келтіретін атом
ядросының элементар бөлшекпен өзара әсерлесу процесін айтады.
Элементар бөлшек деп қазіргі кезде белгілі материяның ең ұсақ бөлшегін
айтады.
Аннигиляция деп нәтижесінде басқа бөлшектер түзілетін бөлшектер мен
антибөлшектердің өзара әсерлесу процесін айтады.
Кварктер – қазіргі кездегі түсінік бойынша адрондарды құрайтын іргелі
бөлшектер.
Өзара әсерлесудің біріңғай теориясы ( «ұлы бірігу») - өзара әсерлесудің
төрт типін (гравитациялық, электромагниттік, күшті және әлсіз) біріктіретін
теория.
2 ДӘРІС КОНСПЕКТІЛЕРІ
Тақырып: Электр заряды. Кулон заңы
Табиғатта электр зарядының екі ғана түрі бар: оң (теріге ысқыланған
шыныдағы) және теріс таңбалы (жүнге ысқыланған эбониттегі). Электр заряды
дискретті, яғни кез-келген денедегі заряд [pic] Кл элементар электр
зарядының бүтін еселігі болып табылады:
[pic], (1.1) мұндағы [pic]бүтін сан.
Оң және теріс элементар зарядын тасушы элементар бөлшектер – протон
([pic]кг) және электрон ([pic]кг).
Әр түрлі таңбалы зарядтар бір-бірін жойады. Зарядталудың кез келген
процесі зарядтың ажырауы арқылы жүзеге асады. Соның нәтижесінде денелердің
біреуінде (дененің бір бөлігінде) артық оң заряд, ал екіншісінде (дененің
басқа бөлігінде) – артық теріс заряд пайда болады.
Зарядтың сақталу заңы: тұйық жүйедегі электр зарядтарының алгебралық
қосындысы өзгермейді.
Электр заряды – релятивистік-инвариантты шама.
Нүктелік заряд деп әрекеттесетін басқа зарядталған денеге дейінгі ара
қашықтықпен салыстырғанда өлшемдері әлде-қайда кіші болатын зарядталған
денені атайды.
Кулон заңы: екі тыныштық күйдегі нүктелік зарядтың [pic] өзара әсерлесу
күші зарядтардың [pic] және [pic] шамаларының көбейтіндісіне тура
пропорционал және олардың [pic] ара қашықтығының квадратына кері
пропорционал:
[pic].
Күш өзара әрекеттесетін зарядтарды жалғайтын түзудің бойымен
бағытталады.
Кулон заңының векторлық түрі:
[pic],
мұндағы [pic] - [pic] зарядтың [pic] зарядқа әсер етуші күші, [pic] -
[pic] зарядты [pic] зарядпен жалғайтын радиус-вектор.
СИ бірліктер жүйесінде пропорционалдық коэффициент [pic],
мұндағы [pic] Ф/м – электр тұрақтысы.
Сонда [pic]. (1.2)
[pic]
[pic]
Жақыннан әсер етуші теорияға сәйкес оқшауланған денелердің арасындағы
күштік өзара әсерлесулер денелерді қоршайтын кейбір ортаның бар болуы
арқасында ғана таралады. Күштік өзара әсерлесулер сол ортаның бір бөлігінен
екіншісіне бірте-бірте шектелген жылдамдықпен таралады. Тыныштық күйдегі
зарядтардың арасындағы әсер етуші күштердің пайда болуын және берілуін
түсіндіру үшін электростатикалық өріс ұғымы еңгізіледі. Электростатикалық
өріс тыныштық күйдегі зарядтардың өзара әрекеттесуін қамтамасыз ететін
материяның ерекше түрі болып табылады.
Тақырып: Электр өрісі
1) электростатикалық өріс кез келген электр зарядының айналасында пайда
болады,
2) сол өрісте орналасқан кез келген басқа зарядқа белгілі күш әсер етеді.
Электростатикалық өрістің күштік сипаттамасы ретінде берілген нүктедегі
электр өрісінің кернеулік векторы алынады:
[pic], (2.3) мұндағы [pic]- өрістің сол нүктесінде орналасқан сыншы
[pic] зарядқа әсер етуші күш..Вакуумдегі нүктелік заряд өрісінің
кернеулігі: [pic] немесе [pic]. (2.4)
Электр өрісі кернеулігінің өлшем бірлігі – В/м.
Кернеулік сызықтары деп әр нүктесінде жүргізілген жанамалары өрістің
сол нүктесіндегі [pic] кернеулік векторымен бағыттас болатындай етіп
жүргізілген сызықтарды атайды.
[pic]
Кернеулік сызықтарын оларға перпендикуляр орналасқан бірлік бет арқылы
өтетін сызықтар саны сол жердегі өріс кернеулігінің [pic] модуліне тең
(немесе пропорционал) болатындай қоюлықпен жүргізеді. Электростатикалық
өрістің кернеулік сызықтары зарадтан басталып шексіздікке кетеді (оң заряд
үшін), немесе, шексіздіктен келіп зарядта аяқталады (теріс заряд үшін).
[pic]
Егер өрістің кез келген нүктесінде кернеулік векторының модулі және
бағыты бірдей болса [pic], ондай өріс біртекті деп аталады. Біртекті
өрістің кернеулік сызықтары біркелкі қоюлықпен жүргізілген өзара параллель
сызықтар болып табылады.
лектр өрістерінің суперпозиция принципі: зарядтар жүйесінің өріс
кернеулігі жүйеге кіретін жеке зарядтардың өріс кернеуліктерінің векторлық
қосындысына тең:
[pic]. (2.5)
[pic]
Тақырып: Электр диполі деп бірінен-бірі [pic] ара қашықтыққа ығысқан екі
шамалары бірдей [pic] және -[pic] әр аттас нүктелік зарядтан тұратын
жүйені атайды. Егер [pic] ара қашықтығы жүйе өрісінің нүктелеріне дейінгі
ара қашықтықпен салыстырғанда әлде-қайда кіші болса дипольді элементар
дейді.
Теріс зарядтан оң зарядқа жүргізілген [pic] векторы диполь иіні деп
аталады. Дипольдің электрлік моменті: [pic].
(2.12)
Диполь өрісі оның электрлік моментімен анықталады:
[pic], (2.13)
мұндағы [pic]– дипольдің [pic] моментінің бағыты мен дипольден өрістің
қарастырылып отырған нүктесіне жүргізілген [pic] радиус-векторының бағыты
арасындағы бұрыш.
Сыртқы біртекті электр өрісінде дипольге қос күш әсер етеді. Қос күштің
моменті мына өрнекпен анықталады [pic].
Қос күш моментінің модулі мынаған тең [pic],
мұндағы [pic] – [pic] векторы мен [pic] өріс кернеулігінің арасындағы
бұрыш.
Бұл қос күш [pic] және [pic] векторлары бағыттас болатындай етіп дипольді
бұруға тырысады. (7.1-сурет)
[pic]7.1-сурет.
Егер диполь біртекті емес өрісте орналасып, өріске параллель жатпаса, онда
дипольге оны өріске параллель болатындай етіп бұруға тырысатын қос күшпен
бірге дипольді күштірек өріс аймағына тартатын күш әсер етеді.
[pic] (7.14)
[pic]
1. Біртекті зарядталған шексіз жіптің өрісі
[pic],
мұндағы [pic]- жіп пен қарастырылып отырған нүктенің ара қашықтығы.
2. Біртекті зарядталған шексіз жазықтықтың өрісі
[pic].
3. Екі әр аттас зарядталған өзара параллель шексіз жазықтықтардың өрісі
[pic].
4. Біртекті зарядталған сфералық беттің өрісі
[pic] [pic] үшін,
[pic] [pic] үшін,
мұндағы [pic]- сфера центрінен өрістің қарастырылып отырған нүктесіне
дейінгі ара қашықтық.
5. Көлем бойынша зарядталған шардың өрісі
[pic] [pic] үшін,
[pic] [pic] үшін,
мұндағы [pic]- сфера центрінен өрістің қарастырылып отырған нүктесіне
дейінгі арақашықтық.
Тақырып: Гаусс теоремасы
[pic]
Тақырып: Электр өрісіндегі жұмыс. Потенциал.
Егер [pic] нүктелік зарядтың электростатикалық өрісінде 1-ші нүктеден 2-
шіге күштік сызықтың бойымен басқа [pic] нүктелік заряд орын ауыстырса,
зарядқа әсер етуші күш жұмыс атқарады.
[pic]
[pic] элементар орын ауыстыруындағы [pic] күшінің атқаратын жұмысы
[pic].
Сонда [pic] зарядты 1-ші нүктеден 2-шіге орын ауыстырғандағы атқарылатын
[pic] (7.6)
өріс күштерінің жұмысы жолдың траекториясына тәуелсіз болады да, бастапқы 1
және соңғы 2 нүктелердің орындарымен ғана анықталады.
Бұл қорытынды кез келген электростатикалық өріс үшін орындалады.
Демек, электростатикалық өріс потенциалды өріс болып табылады.
Күштің потенциалдық өрісінде орналасқан дене потенциалдық энергияға ие
болады да, соның есебінен өріс күштері жұмыс атқарады.
Өріс күштерінің атқаратын жұмысы потенциалдық энергияның кемуіне тең:
[pic].
Демек, [pic] зарядының электр өрісінде орналасқан [pic] зарядының иеленетін
потенциалдық энергиясы:
[pic].
Константаның мәні зарядты шексіздікке алыстатқанда (яғни, [pic]), оның
потенциалдық энергиясы нөлге тең болатындай етіп таңдап алынады. Бұл
жағдайда [pic]
Өрістің берілген нүктесіндегі өріс потенциалы деп аталатын
[pic] (7.7)
скалярлық шама, [pic] кернеулік векторымен қоса, электр өрісін сипаттау
үшін пайдаланылады. Сонда [pic] зарядты 1-ші нүктеден 2-шіге орын
ауыстырғандағы электростатикалық өріс күштерінің атқаратын жұмысын мына
түрде жазуға болады
[pic].[pic]
Электростатикалық өрістің 1 және 2 нүктелерінің потенциалдар айырмасы
бірлік оң зарядты 1-ші нүктеден 2-шіге орын ауыстырғандағы өріс күштерінің
атқаратын жұмысына тең:
[pic]. (7.8)
Потенциалдың өлшем бірлігі – вольт (В): 1Кл зарядтың 1Дж потенциалдық
энергияны иеленетін өріс нүктесінің потенциалы 1В-қа тең деп алынады.
Зарядтар жүйесінің өріс потенциалы әр жеке зарядтың туғызатын өріс
потенциалдарының алгебралық қосындысына тең:
[pic] (7.9) Электростатикалық өрісте электр зарядын кез-келген
[pic] тұйық контур бойымен орын ауыстырғандағы атқарылатын жұмыс нөлге тең:
[pic].
Егер сыншы заряд [pic]Кл тең болса, онда
[pic]. (7.10)Электростатикалық өрістің кернеулік
векторының кез келген тұйық контур бойымен алынған циркуляциясы нөлге тең.
Электростатикалық өріс кернеулігі мен потенциал арасындағы байланыс
мына теңдеумен өрнектеледі:
[pic] немесе [pic]. (7.11)
Барлық нүктелеріндегі потенциалдың мәндері бірдей беттерді
эквипотенциалды беттер деп атайды.
[pic]
Кернеулік сызықтар эквипотенциалды беттерге үнемі нормаль бағытталады.
Өріс кернеулігі мен потенциалдың арасындағы байланысты белгілі өріс
кернеулігі арқылы өрістің кез келген екі нүктесінің потенциалдар айырмасын
анықтау үшін пайдалануға болады.
Кернулігі [pic] біртекті электр өрісінде орналасқан [pic] жазық бет
арқылы өтетін кернеулік векторының ағыны деп
[pic] (7.12)
скалярлық шаманы атайды. Мұндағы [pic]- кернеулік [pic] векторымен бетке
жүргізілген [pic] нормаль арасындағы бұрыш, [pic]- [pic] векторының [pic]
нормальға түсірілген проекциясы.
Біртекті емес өрісте орналасқан кез-келген аудан арқылы өтетін кернеулік
векторының ағыны мынаған тең
[pic] ( 2)
Макроскопиялық зарядтарды қарастырғанда олардың дискретті (үздікті)
құрылымына көңіл аудармайды да, оларды кеңістіктің әр нүктесінде шектелген
тығыздықпен үздіксіз түрде таралады деп есептейді.
Зарядтың сызықтық тығыздығы деп дененің бірлік ұзындығына келетін
зарядты атайды: [pic], Кл/м.
Зарядтың беттік тығыздығы деп аудан бірлігіне келетін зарядты атайды:
[pic], Кл/м2. (16.4)
Зарядтың көлемдік тығыздығы деп дененің бірлік көлеміне келетін зарядты
атайды: [pic], Кл/м3
Тақырып: Вакуумдегі электростатикалық өріс үшін Гаусс теоремасы: кез
келген тұйық бет арқылы өтетін вакуумдегі электростатикалық өрістің
кернеулік векторының ағыны сол бетпен қоршалған зарядтардың алгебралық
қосындысының [pic]-ге қатынасына тең:
[pic].
1. Екі әр аттас зарядталған өзара параллель шексіз жазықтықтың (жазық
конденсатор) арасындағы потенциалдар айырмасы:
[pic], мұндағы [pic]- жазықтықтардың ара қашықтығы.
2. Екі зарядталған коаксиалды цилиндрдің (цилиндрлік конденсатор)
арасындағы потенциалдар айырмасы: [pic][pic], мұндағы [pic] және
[pic] – цилиндлердің радиустары.
3. Екі зарядталған концентрлі сфераның арасындағы (сфералық конденсатор)
потенциалдар айырмасы:
[pic]
Тақырып : Электр өрісінде орналасқан өткізгіштер мен диэлектриктер
Тақырып: Электр сиымдылық.Конденсаторлар.
Оқшауланған өткізгіштің потенциалы оның зарядына пропорционал:
[pic].
Потенциал мен заряд арасындағы [pic] пропорционалдық коэффициенттін
өткізгіштің электр сыйымдылығы деп атайды. Сыйымдылық сан жағынан
өткізгіштің потенциалын бір өлшемге арттыру үшін өткізгішке берілетін
зарядқа тең: [pic]. (18.4)
Электр сыйымдылығының өлшем бірлігі - фарад (Ф): 1Кл заряд берілгенде
потенциалын 1 В-қа өзгертетін оқшауланған өткізгіштің сыйымдылығы 1Ф-қа тең
деп алынады.
Өткізгіштің сыйымдылығы оның өлшемдері мен пішініне тәуелді. Мысалы,
радиусы [pic] шар тәрізді өткізгіштің сыйымдылығы: [pic]
Өлшемдері шамалы және қоршаған денелермен салыстырғанда потенциалы азғантай
болғанымен, өздерінде едәуір зарядты жинақтай алатын құрылғыны конденсатор
деп атайды. Конденсатор бірінен-бірі диэлектрик қабатымен бөлінген қос
өткізгіштен (астарлардан) тұрады. Өріс конденсатордың ішінде ғана
жинақталады, ал кернеулік сызықтары оның бір астарларынан басталып
екіншісінде аяқталады.
Конденсатордың сыйымдылығын мына өрнектің көмегімен анықтайды: [pic],
(18.5)
мұндағы [pic] – астарлардың біреуіндегі заряд, [pic] - конденсатор
астарларының арасындағы потенциалдар айырмасы.
Вакуумді конденсатордың сыйымдылығы [pic], ал астарлары арасындағы
кеңістік біртекті диэлектрикпен толтырылған сол конденсатордың сыйымдылығы
[pic] болсын. Сонда [pic]
қатынасын диэлектриктің салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі деп атайды.
1. Жазық конденсатордың сыйымдылығы
[pic][pic],
ал диэлектрикпен толтырылған жазық конденсатордың сыйымдылығы
[pic][pic]. (18.6)
2. Цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы [pic], (18.7) ал
диэлектрикпен толтырылған цилиндрлік конденсатордың сыйымдылығы [pic].
(18.8)
3. Сфералық конденсатордың сыйымдылығы
[pic],
ал диэлектрикпен толтырылған сфералық конденсатордың сыйымдылығы
[pic].(18.9) Берілген кернеу үшін керекті сыйымдылықты алу мақсатында
конденсаторларды бір-бірімен батарея құрып жалғайды.
1. Конденсаторларды параллель жалғау[pic]
[pic]
2. Конденсаторларды тізбектей жалғау [pic].
[pic]
Өткізгіштің ішкі бөліктерінде зарядтың болмауы Гаусс теоремасының
салдары болып табылады. Ал Гаусс теоремасының өзі Кулон заңына негізделген.
Тақырып: Электр өрісінің энергиясы
Бір бірінен [pic] ара қашықтықта орналасқан нүктелік [pic] және [pic]
зарядтардың өзара потенциалдық энергиясын [pic] зарядының өрісінде
орналасқан [pic] зарядының потенциалдық энергиясы, немесе [pic] зарядының
өрісінде орналасқан [pic] зарядының потенциалдық энергиясы деп қарастыруға
болады:
[pic],
мұндағы [pic] және [pic] - [pic] заряды орналасқан нүктедегі [pic] заряды
тудыратын және [pic] заряды орналасқан нүктедегі [pic] заряды тудыратын
потенциалдарға сәйкес.
[pic]Тыныштық күйдегі [pic] заряд үшін нүктелік зарядтар жүйесінің өзара
әрекеттесу энергиясы
[pic],
мұндағы [pic] – жүйенің [pic]-ші зарядынан басқа, барлық зарядтарының [pic]
заряды орналасқан нүктедегі тудыратын потенциалы:
[pic]. (18.10)
Оқшауланған өткізгіштің беті эквипотенциалды болып табылады, яғни[pic].
Өткізгіш бетіндегі [pic] зарядты [pic] нүктелік зарядтар жүйесі деп
қарастыруға болады. Сонда [pic].
Өткізгіш бетіндегі зарядпен оның потенциалының арасындағы байланысты ескере
отырып, зарядталған өткізгіштің энергиясы үшін төмендегідей өрнектерді
жазуға болады:[pic]. (18.11)
Заряды +[pic] конденсатор астарының потенциалы [pic]-ге, ал заряды
-[pic] астарының потенциалы [pic]–ге тең болды делік. Сонда
[pic].
Конденсатор астарларындағы заряд пен олардың арасындағы потенциал
айырмасының байланысын ескере отыра зарядталған конденсатор энергиясы үшін
мына өрнектерді жазуға болады:
[pic]. (18.12)
Конденсатор астарлары бір-бірін тартатын механикалық (пондеромоторлық)
күшті жазық конденсатордың потенциалдық энергиясы арқылы анықтауға болады:
[pic]. (18.13)
Зарядталған конденсатордың энергиясы оның электр өрісінде, яғни оның
астарларының арасындағы кеңістікте шоғырланған. Конденсатордың энергиясын
оның электр өрісін сипаттайтын шамалар арқылы өрнектеуге болады. Жазық
конденсатор үшін мына өрнекті жазуға болады:
[pic], (18.14)
мұндағы [pic]- өрістің алып отырған көлемі.
Егер өріс біртекті болса, онда оның ішіндегі энергия кеңістікте [pic]
тұрақты тығыздықпен таралады:[pic]. (18.15)
Әр нүктедегі электр өрісі энергиясының тығыздығын біле тұра, кез келген
[pic] көлеміндегі электр өрісінің энергиясын табуға болады:
Тақырып: Электр тогы. Ом заңы
[pic] Ток күші. [pic] [pic] [pic]
[pic]
[pic] [pic]
Тақырып: Өткізгіштерді параллель және тізбектей жалғау
[pic] R = R1 + R2.
[pic][pic]
Тақырып: Токтың жұмысы мен қуаты
[pic]
[pic] [pic]
Тақырып: Кирхгоф ережелері : I1 + I2 + I3 + ... + In = 0.
[pic]
[pic]
Тақырып: Металлдардағы электр тогы
[pic]
[pic][pic]
Тақырып: Джоуль–Ленц заңы [pic]
[pic] Зависимость удельного сопротивления ρ от абсолютной температуры T при
низких температурах: a – нормальный металл; b – сверхпроводник.
Тақырып: Электролиттердегі электр тогы
[pic][pic]
Тақырып: Жартылай өткізгіштердегі электр тогы
[pic] Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от
абсолютной температуры T.
[pic] Парно-электронные связи в кристалле германия и образование электронно-
дырочной пары.
[pic] Атом мышьяка в решетке германия. Полупроводник n-типа.
[pic] Атом индия в решетке германия. Полупроводник p-типа.
Тақырып: Электронды-кемтікті ауысу. Транзистор
[pic] Образование запирающего слоя при контакте полупроводников p- и n-
типов.
[pic] Вольт-амперная характеристика кремниевого диода.
[pic] Транзистор структуры p–n–p.
[pic] Транзистор структуры n–p–n.
[pic] Включение в цепь транзистора p–n–p-структуры.
Тақырып: Металдардағы түйісу құбылыстары. Термоэлектрлік эффект
Тақырып: Магнит өрісі
1820 жылы дат физигі Х. Эрстед магнит тілшесіне электр тогының
бағыттайтын әсерін байқаған. Сол аралықта француз физигі А.М. Ампер тогы
бар екі өткізгіштің өзара әсерлесуін ашып, толығымен зерттеді. Магниттік
өзара әсерлесу тек қозғалыстағы электр зарядтарына (токтарға) тән
екендігі анықталды. Токтардың магниттік өзара әсерлесуі материяның
ерекше түрі – магнит өрісі - арқылы жүзеге асады. Магнит өрісінің негізгі
қасиеті – сол өрісте орналасқан тогы бар өткізгішке күштің әсер етуі.
Магнит өрісінің қасиеттерін зерттеу үшін тогы бар рамка қолданылады.
[pic]
Берілген нүктедегі магнит өрісінің бағыты ретінде рамкаға жүргізілген
[pic] оң нормалінің өрістегі бағыты алынады. Тогы бар рамкаға әсер ететін
күштер жұбының айналдыру моменті
[pic], (23.1)
мұндағы [pic]- тогы бар рамканың магниттік моменті, [pic]- магнит
индукциясының векторы деп аталатын магнит өрісінің сандық сипаттамасы.
Біртекті магнит өрісінің берілген нүктесіндегі магнит индукциясы
магниттік моменті бірге тең рамкаға, оған жүргізілген оң нормаль өріс
бағытына перпендикуляр болғандағы, әсер ететін максималды айналдыру
моменті арқылы анықталады.
Магнит индукцияның өлшем бірлігі - тесла (Тл).
Тақырып: Био–Савара-Лапласа заңы
[pic] элементі өрістің кейбір нүктесінде [pic] индукциясын тудыратын
[pic] тогы бар өткізгіш үшін Био-Савар-Лаплас заңы төмендегідей
өрнектеледі.
[pic],(23.2)
мұндағы [pic]- токтың [pic] элементінен өрістің қарастырылып отырған
нүктесіне жүргізілген радиус-векторы, [pic]= 4π·10-7 Гн/м – магнит
тұрақтысы. [pic] - ның бағыты [pic] және [pic] векторларының бағытына
перпендикуляр, яғни олар жатқан жазықтыққа перпендикуляр. Бұл бағытты оң
бұрғы ережесі бойынша анықтауға болады: егер бұрғының ілгерілемелі
қозғалысының бағыты элементтегі токтың бағытымен дәл келсе, онда бұрғы
сабының айналу бағыты [pic] векторының бағытымен дәл келеді.
[pic] векторының модулі төмендегі өрнекпен анықталады:
[pic],
мұндағы [pic] - [pic] және [pic] векторлары арасындағы бұрыш.
Электр өрісі сияқты, магнит өрісі де суперпозиция приципіне бағынады:
бірнеше токтар тудыратын қорытқы өрістің магнит индукциясы әрбір жеке
токтың тудыратын өрістерінің магнит индукцияларының векторлық қосындысына
тең:
[pic].
Био-Савар-Лаплас заңының суперпозиция принципімен қоса қолдануы кейбір
токтардың магнит өрістерін анықтауға мүмкіншілік береді.
1. Түзу токтың магнит өрісі:
[pic], (23.3)
мұндағы [pic]- ток пен қарастырылып отырған нүктенің ара қашықтығы.
[pic]
2. Дөңгелек токтың центріндегі магнит өрісі:
[pic], (23.4)
мұндағы [pic]- дөңгелек токтың радиусы.
Магнит индукциясының сызықтары деп әр нүктесінде жүргізілген жанамалары
өрістің сол нүктесіндегі [pic] магнит индукциясы векторымен бағыттас
болатындай етіп жүргізілген сызықтарды атайды. Индукция сызықтарын оларға
перпендикуляр орналасқан бірлік бет арқылы өтетін сызықтар саны сол жердегі
[pic] векторының модуліне тең (немесе пропорционал) болатындай қоюлықпен
жүргізеді.
Магнит индукциясының сызықтары әрқашан тұйықталған болады және тогы бар
өткізгішті қамтиды. Үздіксіз сызықтарды иеленетін векторлық өрісті құйынды
өріс деп атайды. Магнит өрісі - құйынды өріс.
Магнит өрісін сипаттау үшін магнит индукциясымен қатар басқа физикалық
шаманы қолданады – ол магнит өрісінің [pic] кернеулігі. Вакуумде ол магнит
индукция векторымен [pic] өрнегі арқылы байланысқан.
Магнит өрісі кернеулігінің өлшем бірлігі – А/м.
Магниттік кернеу ұғымын енгізейік: [pic] (23.5)
Магниттік кернеу [pic] контурдың пішініне тәуелді, ол контурдың
бастапқы және соңғы нүктелерінің орындарымен ғана анықталмайды.
Кез келген тұйық контур бойымен алынған магниттік кернеу
([pic]векторының циркуляциясы) нолге тең емес. Ол осы контурмен қамтылған
токтардың алгебралық қосындысына тең: [pic] (23.6)
мұндағы [pic]- пішіні кез келген [pic] контурымен қамтылған тогы бар
өткізгіштердің саны. Бұл [pic] векторының циркуляциясы жайлы теореманы
басқаша вакуумдегі магнит өрісі үшін толық ток заңы деп де атайды. [pic]
векторының циркуляциясы жайлы теореманың көмегімен соленоид және тороидтың
магнит өрістерін анықтауға болады.
1. Ұзындығы [pic], орам саны [pic] соленоидтің өрісі: [pic].
2. Тороидтың, яғни радиусы [pic] , тор пішінді өзекшеге оралған сақина
тәрізді катушканың, өрісі: [pic], мұндағы [pic]- орамдар саны.
Магнит өрісінің осы өрісте орналасқан [pic] ток элементіне әсер ететін
[pic]
күші: [pic]. (24.31)
[pic] векторының бағытын сол қол ережесі бойынша анықтауға болады: егер
сол қолдың алақанын оған [pic] векторы кіретіндей, ал ашылған төрт саусақты
өткізгіштегі токпен бағытталатындай етіп орналастырса, онда тік бұрышқа
қайырылған бас бармақ токқа әсер ететін күштің бағытын көрсетеді.
Ампер күші деп аталатын осы күштің модулі мына өрнектің көмегімен
анықталады
[pic] [pic],
мұндағы [pic] - [pic] және [pic] векторлары арасындағы бұрыш. [pic]
арақашықтықта жатқан, бойларында [pic] және [pic] тогы бар екі өзара
параллель өткізгіштер бір бағыттағы ток өткен жағдайда бір-біріне тартылады
да, қарама-қарсы бағытталған ток өткен жағдайда бір-бірінен тебіледі:
[pic]
Тақырып: Лоренц күші
Магнит өрісінде [pic] жылдамдықпен қозғалатын [pic] электр зарядына әсер
етуші күшті Лоренц күші деп атайды: [pic].
(24.2)
Лоренц күшінің бағыты сол қол ережесі бойынша анықталады: егер сол
қолдың алақанын оған [pic] векторы кіретіндей, ал
[pic]ашылған төрт саусақты [pic] векторымен бағытталатындай етіп
орналастырса, онда тік бұрышқа қайырылған бас бармақ оң зарядқа әсер
ететін күштің бағытын көрсетеді.
Лоренц күшінің модулі: [pic],
мұндағы [pic] - [pic] және [pic] векторларының арасындағы бұрыш.
Тақырып: Зарядталған бөлшектердің магнит өрісіндегі қозғалысы.
Егер бөлшек біртекті магнит өрісінде [pic] жылдамдықпен қозғалатын
болса, онда Лоренц күші модулі жағынан өзгермейді және бөлшек
траекториясына қатысты нормаль бойымен бағытталады. Ньютонның екінші заңына
сәйкес, бұл күш бөлшектің центрге тартқыш үдеуін анықтайды. Демек, бөлшек
шеңбер бойымен бірқалыпты қозғалады.
[pic]
Шеңбердің радиусын [pic] шартынан анықтауға болады: [pic].
(25.1)
Бөлшектің айналу периоды [pic], (25.2) яғни біртекті магнит
өрісінде бөлшектің айналу периоды бөлшектің [pic] меншікті зарядына кері
шамамен және өрістің [pic] магнит индукциясымен ғана анықталады да, бірақ
оның жылдамдығына тәуелсіз болады. Зарядталған бөлшектердің циклдік
үдеткіштерінің жұмысы осыған негізделген.
[pic]
Индукциясы [pic] магнит өрісінде орналасқан бойында тығыздығы [pic] тогы
бар металда, бағыты [pic] және [pic] векторларына перпендикуляр болатын
электр өрісінің пайда болуын Холл эффекті деп атайды. [pic]
25.1-сурет
Көлденең (Холл) потенциалдар айырмасы Лоренц күшінің салдарынан пайда
болады және мынаған тең [pic], (25.3)
мұндағы [pic] - заттың тегіне тәуелді Холл тұрақтысы, [pic] - ток
тасушылардың шоғыры. Өлшенген Холл тұрақтысының мәні бойынша өткізгіштегі
ток тасушылар зарядының таңбасы мен олардың шоғырын анықтауға болады. Холл
эффекті аналогты есептеуіш машиналар мен өлшеуіш техникада тұрақты
токтарды көбейту мақсатында (Холл датчиктері) және т.б. қолданылады.
Тақырып: Заттардың магниттік қасиеттері. Диа-және –парамагнетиктер.
Ферромагнетиктер.
Магнит өрісіне орналастырылған барлық денелер магниттеледі. Осы
құбылыстың пайда болу себебін түсіндірген А. Ампер, кез-келген денеде оның
молекулаларының немесе атомдарының құрамына кіретін электрондардың
қозғалысымен байланысқан микроскопиялық токтардың бар екендігін
болжамдаған. Дөңгелек орбита бойымен қозғалатын электрон дөңгелек токқа
баламалы, сондықтан ол [pic] орбиталды магниттік моментке ие болады.
Орбиталды магниттік моментің модулі: [pic],
мұндағы [pic]- ток күші, [pic]- электронның орбита бойымен айналу жиілігі,
[pic]- орбита ауданы.
Кейін электрон орбиталды магниттік моменттен басқа өзінің спин деп
аталатын меншікті механикалық моментімен байланысқан [pic] меншікті
29.1-сурет (спиндік) магниттік моментке
ие болатындығы анықталды. Спин электронның заряды мен массасы сияқты, оның
ажыратылмайтын қасиеті болып табылады.
Демек, электронның магниттік моменті оның орбиталды және спиндік
магниттік моменттерінен құралады. Ядролардың магниттік моменттерін
елемейтін болсақ, атомның магниттік моментін оның құрамына кіретін
электрондардың магниттік (орбиталды және спиндік) моменттерінің векторлық
қосындысы деп қарастыруға болады: [pic] (29.1)
Сыртқы магнит өрісінде [pic] векторына қатысты қалай болса солай
бағдарланған электронның орбитасы прецессиялық қозғалыс жасайды. Электрон
орбитасының прецессиясы атомның магнит өрісін тудыратын дөңгелек токқа
баламалы. Осылайша пайда болған атомдардың магнит өрістері сыртқы өріске
қарсы бағытталады да қосыла отырып сыртқы магнит өрісін әлсірететін заттың
магнит өрісін түзейді. Бұл құбылысты диамагниттік эффект деп атайды, ал
сыртқы магнит өрісінде өріс бағытына қарсы магниттелетін заттар
диамагнетиктер деп аталынады (Bi, Ag, Au, Cu, C, көптеген органикалық
қоспалар).
Диамагнетизм барлық заттарға тән қасиет болғанымен, солардың
кейбіреулерінде (жерде сирек кездесетін элементер, Pt, Al және т.б.) ол
парамагниттік эффектпен басылады. Парамагниттік заттардың атомдары сыртқы
магнит өрісінсіз-ақ магниттік моменті иеленеді. Бірақ молекулалардың
жылулық қозғалысы салдарынан атомдардың магниттік моменттері ретсіз
бағдарланады да бір-бірлерін жойады. Сыртқы магнит өрісіне еңгізілген
парамагнетикте атомдардың көпшілігінің магниттік моменттері өріс бойымен
бағдарланады. Сөйтіп, парамагнетик сыртқы өріспен бағыттас, демек оны
күшейтетін меншікті магнит өрісін туғыздыра магниттеледі. Бұл құбылысты
парамагниттік эффект деп атайды.
Магниттелудің сандық сипаттамасы ретінде заттың бірлік көлемінің
[pic] (29.2)
магниттік моменті алынады. Бұл векторлық шаманы магниттілік деп атайды.
Заттың ішіндегі магнит өрісі екі өрістен тұрады: вакуумдегі
магниттеуші токтың тудыратын [pic] сыртқы өрісінен және магниттелетін
заттағы молекулалық токтардың тудыратын [pic] өрісінен:
[pic]
Молекулалық токтардың тудыратын [pic] өрісі [pic] магниттілікпен
[pic].
ара катыспен байланысқан.
Сонда [pic]
Әлсіз өрістерде магниттілік магниттеуші өріс кернеулігіне тура пропорционал
болатындығын тәжірибе көрсетеді: [pic],
мұндағы [pic] - заттың магниттік қабылдағыштығы деп аталатын өлшемсіз шама.
Сонда заттағы магнит өрісінің индукциясын мына түрде жазуға болады
[pic], (29.3)
мұндағы өлшемсіз шама [pic] - заттың магниттік өтімділігі болып табылады.
Заттағы магнит өрісі үшін толық ток заңы: [pic], (29.4)
мұндағы [pic] мен [pic] - кез-келген [pic] тұйық контурмен қамтылатын
макротоктар (өткізгіштік токтар) мен микротоктарға (молекулалық токтар)
сәйкес.
Екі 1 және 2 заттың шекарасында [pic] және [pic] векторлары үшін
төмендегі шарттар орындалады: [pic], [pic], [pic], [pic]
(29.5)
Жоғарыда қарастырылған диа- және парамагнетиктерден басқа, күшті
магниттелетін заттардың тағы бір тобы – ферромагнетиктер - бар.
Ферромагнетиктер спонтанды (өз бетімен болатын) магниттілікті иеленеді,
яғни олар сыртқы магнит өрісінсіз-ақ магниттеледі.
Ферромагнетиктердің негізгі қасиеттері:
1. [pic] магниттік өтімділік өте үлкен мәндерге жетеді (106 -ге
дейін); 2. [pic] магниттік өтімділік сыртқы магнит өрісінің [pic]
кернеулігіне тәуелді, яғни [pic] магниттілік және магнит өрісінің
[pic] кернеулігі арасындағы байланыс сызықты емес функция;
2. магниттік гистерезис; 29.2-[pic]сурет
3. ферромагнетик өзінің ерекше қасиеттерінен айырылуына әкелетін сипатты
температураның (Кюри нүктесі) бар болуы.
Тақырып:Электомагниттік индукция. Фарадей заңы
Электр тогы өзінің айналасында магнит өрісін тудырады. Осыған кері
құбылысты, яғни магнит өрісінің көмегімен токты қоздыруды, ашу үшін
жасалған сансыз көп әрекеттер 1831 ж. табысты аяқталды. Бұл маңызды
мәселені шешкен ағылшын физигі М. Фарадей электромагниттік индукция
құбылысын ашты.
Оның мағынасын былай тұжырымдауға болады: тұйық өткізгіш контурмен
шектелген бет арқылы өтетін магнит ағыны өзгергенде сол контурда
индукциялық деп аталатын электр тогы пайда болады. Индукциялық токтың пайда
болуы тізбекте электромагниттік индукцияның электр қозғаушы күші бар
екендігін көрсетеді. Индукциялық ток күшінің мәні, демек, индукцияның [pic]
э.қ.к.-ң мәні де тек магнит ағы-нының өзгеру жылдамдығымен ғана анықталады,
яғни
[pic]~[pic]~[pic].
Фарадейдің электромагниттік индукция заңы: тұйық өткізгіш контурмен
шектелген бет арқылы өтетін магнит ағынының өзгеру себебі қандай да
болмасын, контурдағы пайда болатын э.қ.к. мына өрнектің көмегімен
анықталады [pic]. (27.1)
Бұл өрнектегі минус таңбасы энергияның сақталу заңына негізделетін Ленц
ережесінің салдары болып табылады.
Ленц ережесі: контурдағы индукциялық токтың бағыты әрдайым оның
тудыратын магнит өрісі осы индукциялық токты қоздырған магнит ағынының
өзгерісіне қарсы тұратындай жағдайда болады.
Тұрақты магнит өрісінде қозғалатын өткізгіштегі индукцияның э.қ.к.-ң
қоздырылуына өткізгіштің қозғалысы кезінде пайда болатын Лоренц күші
жауапты. Бірақ, ол күштің әсері арқылы айнымалы магнит өрісінде орналасқан
қозғалмайтын контурдағы индукцияның э.қ.к.-ң пайда болуын түсіндіру мүмкін
емес, себебі Лоренц күші тыныштық күйдегі зарядтарға әсер етпейді.
Қозғалмайтын өткізгіштегі индукцияның э.қ.к.-н түсіндіру үшін Максвелл кез-
келген айнымалы магнит өрісі қоршаған кеңістікте құйынды электр өрісін
тудырады деген болжам жасады. Айтылған сол құйынды электр өрісі
өткізгіштегі индукциялық токтың пайда болуына себепті, ал оның кернеулік
векторының кез-келген тұйық контур бойындағы нөлге тең емес циркуляциясы
электромагниттік индукцияның э.қ.к.-і болып табылады: [pic]
(27.2)
Электромагниттік индукция құбылысын механикалық энергияны электр тогының
энергиясына түрлендіру үшін пайдаланады. Осы мақсатпен айнымалы ток
генераторлары қолданылады. Егер біртекті магнит өрісінде рамка [pic]
бұрыштық жылдамдықпен бірқалыпты айналатын болса, онда рамкамен шектелген
[pic] бет арқылы өтетін магнит ағыны мына заң бойынша өзгереді [pic].
Айналу кезінде рамкада гармониялық заң бойынша өзгеретін индукцияның
айнымалы э.қ.к.-і пайда болады:
[pic], (27.3)
мұндағы [pic]- э.қ.к.-і тербелісінің амплитудасы.
Өзіндік индукция. Өзара индукция
Тұйық контур бойымен өтетін электр тогы өзінің айналасында Био-Савар-
Лаплас заңына сәйкес индукциясы токтың күшіне пропорционал магнит өрісін
тудырады. Сондықтан контурмен шектелген бет арқылы өтетін магнит ағыныда
контурдағы [pic] ток күшіне пропорционал болады:
[pic]~[pic]~[pic].
Осы тәуелділікті [pic] (28.1)
өрнегімен көрсетуге болады, ал мұндағы [pic] пропорционалдық коэффициентті
контурдың индуктивтілігі деп атайды. Индуктивтіліктің өлшем бірлігі- генри
(Гн): 1 Гн дегеніміз бойымен 1А ток өткенде 1 Вб магнит ағынын тудыратын
контурдың индуктивтілігі.
Соленоидтің индуктивтілігі мынаған тең [pic], (28.2)
мұндағы [pic] - орамдар саны, [pic] - соленоидтің ұзындығы, [pic] - оның
көлденең қимасының ауданы.
Өзекшесіз соленоидтің индуктивтілігі [pic]- ге тең болсын. Егер
соленоидтің өзекшесі бар болса, онда оның индуктивтілігі басқа болады:
[pic],
мұндағы [pic] - соленоид өзекшесі затының магниттік өтімділігі.
Контурдағы ток күші өзгергенде, контурмен шектелген бет арқылы өтетін
магнит ағыныда өзгереді, соның салдарынан өздік индукцияның э.қ.к.-і пайда
болады: [pic].
Егер контурдың пішіні және ортаның магниттік өтімділігі өзгермесе, онда
[pic], сондықтан [pic],(28.3)
мұндағы Ленц ережесінің салдары болып табылатын минус таңбасы,
индуктивтіліктің бар болуы контурдағы ток өзгерісінің бәсеңдеуіне
әкелетінін көрсетеді. Егер сыртқы ток уақытқа орай өсетін болса, онда өздік
индукцияның тогы оған қарама-қарсы бағытталып, оның өсуін баяулатады. Ал
егерде сыртқы ток уақытқа орай кемитін болса, онда өздік индукция тогы
онымен бағыттас болады да, сыртқы токтың кемуін бәсеңдетеді.
Тізбекті тұйықтау және ажырату кезінде пайда болатын қосымша токтарды
өздік индукцияның экстратоктары деп атайды. Олар әсіресе индуктивтілігі
үлкен тізбектерде айқын байқалады. Ажырату экстратогы ток көзінің тізбектен
ажыратылған кезінде ток күші кемуінің бәсеңдеуіне әкеледі:
[pic] (28.4)
Тұйықтау экстратогы ток көзі тізбекке жалғанатын кезде ток күшінің өсуін
баяулатады:
[pic]. (28.5)
Егер екі 1 және 2 контур біріне-бірі жақын орналасса, онда олардың
біріншісіндегі [pic] токтың тудыратын магнит өрісінің индукция сызықтары
екінші контурмен шектелген бетті тесіп өтеді. Осы бет арқылы өтетін [pic]
магнит ағыны бірінші контурдағы [pic] ток күшіне пропорционал
[pic],
мұндағы [pic] пропорционалдық коэффициенті өзара индукция коэффициенті деп
аталады. [pic] тогы өзгерген кезде электромагниттік индукция заңына сәйкес
екінші контурда пайда болатын э.қ.к.
[pic]. (28.6)
Сол сияқты құбылыс контурлардың рольдерін бір-бірімен ауыстырғанда да
байқалады. Сонда [pic] және [pic] коэффициенттері бір біріне тең және
контурлардың геометриялық пішіндеріне, олардың өзара орналасуына және
қоршаған ортаның магниттік өтімділігіне тәуелді болады.
Контурлардың біреуінде ток күші өзгерген кезде, екінші контурда
индукцияның э.қ.к.-ң пайда болу құбылысын өзара индукция деп атайды.
Тақырып: Трансформатор. Электр энергиясын жеткізу
Айнымалы токты түрлендіру үшін пайдаланылатын құралдың –
трансформатордың - жұмысы өзара индукция құбылысына негізделген.
Трансформатор бірімен-бірі темір өзекше арқылы индуктивті жалғанған екі
орамалардан (бірінші және екінші) тұрады. Бірінші орамадағы [pic] э.қ.к.-ң
екінші орамадағы [pic] э.қ.к.-не қатынасы орамалардағы орамдар санының
[pic] қатынасына тең болады да трансформация коэффициенті деп аталады:
[pic]. (28.7)
[pic]
Токтың магнит өрісінің энергиясын сол өрісті құру үшін токтың
шығынданған жұмысы арқылы есептеуге болады: [pic]. (28.8)
Токтың магнит өрісінің энергиясы тогы бар өткізгішті қоршаған кеңістікте
шоғырланады. Магнит өрісі энергиясының өрнегін оның ішіне өріс
сипаттамалары кіретіндей етіп түрлендіруге болады. Ол үшін энергиясы
[pic]
өрнектің көмегімен есептелетін соленоидтің ішіндегі біртекті магнит орісін
алып қарастырайық. Соленоидтің магнит өрісінің кернеулігі [pic] ,
олай болса [pic], мұндағы [pic]- соленоид өрісінің алатын көлемі.
Егер өріс біртекті болса, онда оның ішінде жиналған энергия кеңістікте
[pic] тұрақты тығыздықпен таралады: [pic]. (28.9)
Магнит өрісінің кез келген нүктесіндегі энергия тығыздығын біле отыра,
кез келген [pic] көлемнің ішінде жиналған магнит өрісінің энергиясын табуға
болады: [pic]
Тақырып: Электромагниттік өріске арналған Максвелл теңдеулерінің жүйесі.
Электромагниттік индукцияның э.қ.к.-ін түсіндіру үшін Максвелл кез-
келген айнымалы магнит өрісі өзінің айналасында құйынды электр өрісін
туғызады деген гипотезаны ұсынды. Сонда индукциялық токтың пайда болуына
себепкер сол құйынды электр өрісі болып табылады, ал оның кернеулік
векторының циркуляциясы мынаған тең:
[pic].
Егер бетпен контурдың орындары өзгермесе, онда дифференциалау және
интегралдау операцияларының ретін өзгертуге болады
[pic] (30.1)
Максвелл пікіріне сәйкес, егер кез-келген айнымалы магнит өрісі өзін
қоршаған кеңістікте құйынды электр өрісін қоздыратын болса, онда осыған
кері құбылыста болуға тиіс, яғни: электр өрісінің кез-келген өзгерісі
қоршаған кеңістікте құйынд магнит өрісінің пайда болуына әкеледі. Өзгеріп
отыратын электр өрісі және ол қоздырған магнит өрісінің арасындағы сандық
ара қатысты анықтау үшін Максвелл ығысу тогы ұғымын еңгізді. Ығысу тогының
тығыздығы [pic] (30.2)
Өткізгіштік тогының өзіне
тән барлық физикалық қасиеттердің ішінен ығысу тогы тек біреуін, атап
30.1-сурет айтқанда, қоршаған
кеңістікте магнит өрісін тудыру қабілеттілігін, иеленеді. Толық ток
өткізгіштік тогымен ығысу тогының қосындысына тең. Толық ток тығыздығы
[pic].
Сонда [pic] векторының циркуляциясы жайлы жалпы теореманы мына түрде жазуға
болады
[pic]. (30.3)
Интегралды түрдегі Максвелл теңдеулерінің толық
1. [pic];
2. [pic]; 3. [pic]4. [pic]. (30.4)
Электромагниттік толқындардың – кеңістікте шектелген жылдамдықпен
таралатын айнымалы электромагниттік өрістің - бар болуы Максвелл
теңдеулерінің салдары. Электромагниттік өрісті тудыратын зарядтар мен
токтардан алыс жатқан біртекті және изотропты ортадағы айнымалы
электромагниттік өрістің [pic] және [pic] кернеулік векторлары толқындық
теңдеуге бағынады:
[pic], [pic],
мұндағы [pic] - Лаплас операторы, [pic] - толқынның фазалық жылдамдығы.
Электромагниттік толқындардың фазалық жылдамдығы мына өрнектің көмегімен
анықталады [pic], (30.5)
мұндағы [pic] - электромагниттік толқынның вакуумдегі жылдамдығы.
Электромагниттік толқын көлденең: электр және магнит өрістерінің [pic]
және [pic]кернеулік векторлары өзара перпендикуляр бола отырып толқынның
таралу жылдамдығының [pic] векторына перпендикуляр орналасқан жазықтықта
жатады, және де [pic], [pic] және [pic] векторлары оң бұрандалы жүйені
құрайды.
Тәжірибе жүзінде алғаш рет электромагниттік толқындарды неміс физигі Г.
Герц ашық тербелмелі контурдың көмегімен алды. Герц тәжірибелері
электромагниттік толқындардың қозу және таралу заңдары Максвелл
теңдеулерімен толық сипатталатынын көрсетті.
Электромагниттік толқын энергиясының [pic] көлемдік тығыздығы электр
және магнит өрістерінің [pic] және [pic] көлемдік тығыздықтарының қосындысы
болып табылады: [pic].
Уақыттың кез келген мезеті үшін электр және магнит өрістерінің тығыздықтары
өзара тең, яғни [pic]=[pic]. Сондықтан
[pic]. (30.6)
Энергияның [pic] тығыздығын толқынның ортадағы [pic] таралу жылдамдығына
көбейте отырып, энергия ағынының тығыздық модулін табуға болады:
[pic].[pic], [pic] және [pic] векторларының бағыттарын ескерсек,
электромагниттік энергия ағынының тығыздық векторын (Умов-Пойнтинг векторы)
мына түрде жазуға болады
[pic]. (30.7)
Тақырып: Тербелмелі контур
Электр және магнит өрісі энергияларының өзара түрленуімен қоса жүретін
электр шамаларының (зарядтың, ток күшінің, кернеудің және т.б.) периодты
өзгерістерін электромагниттік тербелістер деп атайды. Еркін
электромагниттік тербелістерді тербелмелі контур деп аталатын және
тізбектей жалғанған индуктивтілігі [pic] катушкамен сыйымдылығы [pic]
конденсатордан тұратын (контурдың кедергісі [pic]) қарапайым жүйенің
көмегімен алуға болады.
Конденсатордың электр өрісі және катушканың магнит өрісі энергияларының
қосындысы болып табылатын тербелмелі контурдың толық энергиясы уақытқа
байланысты өзгермейді [pic].
[pic]Бұл өрнекті уақыт бойынша дифференциалдап алып және ток күшімен
зарядтың [pic] өзара байланысын ескерсек, контурдағы заряд тербелісінің
дифференциалды теңдеуін аламыз:
[pic].Бұл теңдеудің шешімі болып табылатын [pic]
өрнегіндегі [pic] - заряд тербелісінің амплитудасы, [pic] - циклдік
жиілігі, [pic] - бастапқы фазасы. Циклдік жиілікпен [pic] өрнегі арқылы
байланысқан тербеліс периоды Томсон формуласының көмегімен анықталады:
[pic].
Сөйтіп, контурдағы зарядтың еркін электромагниттік тербелістері
гармониялық тербеліс болып табылады.
Тербелмелі контурдағы ток күші
[pic],
мұндағы [pic]- ток күшінің амплитудасы. [pic] ток күшінің тербелісі [pic]
заряд тербелісінен фаза бойынша [pic]–ге , ал уақыт бойынша - [pic]-ке озып
отырады.
Конденсатордағы кернеудің уақытқа орай өзгеру заңы
[pic],
мұндағы [pic] - кернеу тербелісінің амплитудасы. Кез келген нақты контурдың
[pic] кедергісі болады. Сондықтан ондай контурдағы еркін тербелістер бара-
бара өшеді. Кирхгоф ережесіне сәйкес
[pic], мұндағы [pic]- контурдың [pic] кедергісіндегі кернеу, [pic]-
конденсатордағы кернеу, [pic]- айнымалы ток өткенде катушкадағы пайда
болатын өздік индукцияның э.қ.к.-і.
Заряд тербелісінің дифференциалдық теңдеуін бұл жағдайда мына түрде
жазуға болады
[pic].
Бұл теңдеудің шешімі зарядтың еркін өшетін тербелісі болып табылады
[pic], мұндағы [pic] - өшу коэффициенті. Тербеліс жиілігі [pic] өрнегінің
көмегімен анықталады.
[pic]
Өшудің логарифмдік декременті
[pic].
Тақырып: Айнымалы ток
1. [pic] кедергі арқылы өтетін айнымалы ток.
[pic], мұндағы [pic] - ток күші тербелісінің амплитудасы. Кернеу және
ток күші тербелістері арасындағы фаза ығысуы нөлге тең.
2. Индуктивтілігі [pic] катушка арқылы өтетін айнымалы ток.
[pic],мұндағы [pic]- ток күші тербелісінің амплитудасы. Кернеудің
тербелісі токтың тербелісінен фаза бойынша [pic]- ге озып отырады. [pic]
өрнегімен анықталатын шаманы индуктивтік кедергі деп атайды.
3. Сыйымдылығы [pic] конденсатор арқылы өтетін айнымалы ток.
[pic], мұндағы [pic]- ток күші тербелісінің амплитудасы. Кернеудің
тербелісі токтың тербелісінен фаза бойынша [pic]- ге қалып отырады. [pic]
өрнегімен анықталатын шаманы сыйымдылықтық кедергі деп атайды.
4. Тізбектей жалғанған резистор, индуктивтік катушка және конденсатордан
тұратын айнымалы ток тізбегі.
Айнымалы ток пен кернеудің фазалық ара қатыстарын көрнекі түрде
векторлық диаграмма көмегімен көрсетуге болады.
Векторлық диаграммада гармониялық тербелісті ұзындығы тербеліс
амплитудасына тең, ал бағыты оның қандай да бір осьпен жасайтын бұрышы
тербелістің бастапқы фазасына тең болатындай етіп алынған вектормен
кескіндейді. Егер бастапқы фазаны санайтын түзу ретінде токтың осі алынатын
болса, онда [pic] резистордағы, [pic] индуктивтік катушкадағы және [pic]
конденсатордағы кернеулердің тербелістерін 3-суреттегідей көрсетуге болады:
Диаграммадан кернеу мен ток
күші тербелістерінің фазалар айырмасын анықтауға болады
[pic]. Ток күші тербелісінің амплитудалық мәні (айнымалы ток үшін Ом
заңы): [pic].
Тізбектің толық кедергісі деп
[pic]өрнегімен анықталатын шаманы атайды.
Айнымалы ток қуатының орташа мәнін бір период үшін есептейді [pic].
Векторлық диаграммадан [pic] теңдігі шығады. Сондықтан
[pic]. Дәл сондай қуатты ток күші [pic]-ге тең тұрақты токта бөліп
шығарады.
[pic], [pic] өрнектермен анықталатын шамаларды ток күші мен кернеудің
әсерлік (эффективтік) мәндері деп атайды.
Сонда орташа қуатты мына түрде жазуға болады
[pic],
мұндағы [pic] көбейткіш қуат коэффициенті деп аталады.
3 ПӘНДІ ОҚУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
Зертханалық сабақтар өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар
1. «Электрлік өлшеулер жүргізу әдістемелері, өлшеулер нәтижелерін өңдеу.
Электр өлшеуіш құралдар, оларды қолдану. Қауіпсіздік техникасының
ережелері»
Сабақтың мақсатыя: Студенттерді электр өлшеуіш құралдардың жұмыс принципі
және олардың негізгі сипаттамалары, өлшеу жүргізу әдістері және өлшеу
нәтижелерін өңдеу әдістерімен таныстыру.
«Электр және магнетизм» лабораториясында қауіпсіздік техникасы
талаптарының Ережелерімен танысу.
2. «Электростатикалық өрісті зерттеу»
Жұмыстың мақсаты: электростатикалық өрістің жұмысын зерттеу, өрістің
кернеулік сызықтары мен эквипотенциал беттерін тұрғызу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- Электр өрісінің кернеулігі деген не?
- Нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігін қалай есептейді?
- Электр өрісінің кернеулігі мен потенциалының арасындағы байланыстың
математикалық өрнегін жаз
- Электростатикалық өрісте зарядтың орын ауыстыру жұмысын қалай есептейді?
- Электростатикалық өрістің потенциалдық өріс болу шартын жаз және
тұжырымда;
- Электр өрісінің кернеулік сызықтары мен эквипотенциал беттердің өзара
ортогоналдығын дәлелде
3. «Конденсатордың зарядталуы мен разрядталу процестерін зерттеу»
Жұмыстың мақсаты: Конденсатордың зарядталуы мен разрядталу процестерін
сиымдылық және актив кедергілердің шамаларын өзгерте отырып зерттеу, өлшеу
нәтижелері бойынша U=f(t) график салу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- Электр сиымдылық деп нені айтады? Өткізгіштің электр сиымдылығы қандай
шамаларға тәуелді?
- Электр сиымдылықтың өлшем бірліктерін ата
- Конденсатордың зарядталуы мен разрядталу процестерінің графигін түсіндір
- Релаксациялық тербеліс деген не?
4. «Өткізгіштің кедергісін амперметр және вольтметр әдісімен анықтау»
Жұмыстың мақсаты: амперметр және вольтметр әдісімен өткізгіштің кедергісін
анықтау, тізбек бөлігіне арналған Ом заңын тексеру.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- Тұйық тізбекке арналған Ом заңының тұжырымдамасы;
- Тізбектің біртекті емес бөлігіне арналған Ом заңының тұжырымдамасы;
- көлденең қимасының ауданы ұзындығы бойымен үздіксіз өзгеретін өткізгіштің
кедергісін қалай есептейді;
- жұмыса қолданылып отырған өлшеу құралдарының кедергілірі туралы не айтар
едіңіз?
- дәлдік класы төмен, не жоғары құралдарды таңдап алу өткізгіштің
кедергісін өлшеу дәлдігіне қалай әсер етеді?
- «дәлдік класы» деп нені түсінесіз?
- құралдың бөлік құны деген не?
5. «Өткізгіштің кедергісін Уитстон көпірі әдісімен анықтау»
Жұмыстың мақсаты: кедергіні көпір әдісімен анықтау тәсілімен танысу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру::
- кедергіні Уитстон көпірі әдісімен анықтаудың амперметр және вольтметр
әдісімен салыстырғанда артықшылығы неде?
- Тізбектегі ток көзі мен гальвонометрдің орындарын ауыстырғанда
көпірдің тепе-теңдігі бұзылама?
- Кирхгоф ережелерін қолданып көпірдің тепе-теңдік шартын қортып шығар;
- Осы лабораториялық жұмыстағы қателіктерді есептеу формуласын қортыш
шығар;
- Кирхгоф ережелерін тұжырымда;
6.«Металлдардың кедергісінің температураға тәуелділігін зерттеу» Жұмыстың
мақсаты : металлдардың кедергілерінің температураға тәуелділігін
эксперименттік анықтау;
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- металлдардағы өткізгіштік механизмін түсіндір;
- металлдардың кедергісі температура артқан сайын қалай өзгереді?
- кедергінің температуралық коэффициенті деген не?
- кедергінің температуралық коэффициентінің өлшемділігін қортып шығар;
7. « Жартылай өткізгіштердің кедергісінің температураға тәуелділігін
зерттеу »
Жұмыстың мақсаты: Жартылай өткізгіштер кедергілерінің температураға
тәуелділігін эксперименттік анықтау, жартылай өткізгіштің активация
энергиясын анықтау;
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- жартылай өткізгіштің электр өткізгіштігінің табиғаты қандай?
- жартылай өткізгіштің электрлік қасиеттерінің металладар мен
диэлектриктерден айырмашылығын түсіндір;
- активация энергиясы деген ен? Ол қандай шамаларға тәуелді?
- жартылай өткізгіштің кедергісінің температураға тәуелділігінің
сипаты қандай? Ол неге тәуелді?
8 «Ток көзі қуатының жүктеменің кедергісіне тәуелділігін зерттеу»
Жұмыстың мақсаты: ток көзінің толық және пайдалы қуатының жүктеменің
кедергісіне тәуелділігін эксперименттік анықтау;
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- электр тогының болу шарттарын ата;
- ток көзінің ЭҚК деген не?
- ток көзінің толық және пайдалы қуаты деп нені айтйды?
- толық және пайдалы қуатты есептеу формулаларын жаз;
- пайдалы қуаттың максимал болу шартын қорыт;
- максимал толық және максимал пайдалы қуаттардың өзара байланысын
түсіндір;
- тізбектің берілген максимал пайдалы қуатының мәніндегі ПӘК ң шамасы;
-өзара бірдей ток көздерін тізбектей және параллель жалғағандағы ЭҚК және
ішкі кедергісін анықта;
- толық тізбекке арналған Ом заңын тұжырымда;
9. «Мыстың электрохимиялық эквивалентін анықтау»
Жұмыстың мақсаты: электролит арқылы өтетін токтың физикалық механизмін
эксперименттік зерттеу;
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- бірінші және екінші текті өткізгіштер деп қандай өткізгіштерді айтады?
Олардағы ток механизмін түсіндір;
- заттың электрохимиялық эквиваленті деген не?
- химиялық эквивалент деген не?
- Фарадей саны мен заттардың электрохимиялық, химиялық эквиваленттерінің
байланысы;
- ертінді арқылы айнымалы ток өткенде заттың электрохимиялық эквивалентін
анықтауға болама?
10. «Соленоидтің магнит өрісін зерттеу»
Жұмыстың мақсаты: соленоидтің өрісін зерттеу негізінде, магнит өрісінің
сипаттамаларын милливольтметр арқылы анықтау .
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- [pic]и [pic] шамаларының физикалы мағанасы. Олардың өлшем
бірліктерін;
- [pic]и [pic] шамаларының арасындағы байланысты көрсет ( вакуумда және
әртүрлі орталарда)?
- заттардың магнит өтімділігінің мағанасын түсіндір?
11. «Кюри нүктесін анықтау»
Жұмыстың мақсаты: заттардың магниттік қасиеттерін зерттеу. Кюри нүктесін
анықтау.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- магнетиктердің классификациялануын түсіндір;
- ферромагнетиктердің магнит өтімділігі шамасы бойынша үлкен. Бұл не
себепті болады?
- «Кюри нүктесі» деген не?
- эксперименттік қондырғының құрылысын және жұмыс принципін түсіндір;
- үлгінің температурасы Кюри нүктесіне жеткенде екінші орамадығы индукция
ЭҚК не себепті шұғыл төмендейді?
12. «Жердің магнит өрісі кернеулігінің горизонталь құраушысын анықтау»
Жұмыстың мақсаты: Жердің магнит өрісі кернеулігінің горизонталь құраушысын
анықтау.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- құралдың стрелкасы магнит меридианы жазықтығында орналасу үшін тангенс-
гальванометрді қалай орналастыру керек?
- тангенс-гальванометрдің жұмыс принципін түсіндір;
- катушка орамы арқылы ток өткенде тангенс-гальвонометр көрсеткішінің
бағдары неге өзгереді?
13. «Электронның меншікті зарядын магнетрон әдісімен анықтау»
Жұмыстың мақсаты: Виртуаль лабораторияның көмегімен магнетронның
жұмысын зерттеу. Шамдағы анодтық токтың соленоидтағы токқа тәуелділігін
график арқылы көрсету. Электронның меншікті зарядын есептеу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- магнетрондық жүйенің құрылысын түсіндір;
- магнит өрісінде қозғалған электронның қисықтық радиусының басқа
шамаларға тәуелділігін сипатта;
- Лоренц күші деген не, оның бағытын қалай анықтайды?
- не себепті Лоренц күші зарядталған бөлшектің кинетикалық энергиясын
өзгертпейді?
- катодтан ұшып шыққан электрондардың магнит индукциясының шамасы
B ≥ Bкр болса , электрондар қандай күйге көшеді?
- магнит және электр өрістерінде бірмезгілде қозғалған электрондар үшін
қозғалыстың тәуелсіздік заңы орындала ма?
- кинетикалық энергиялары E1 и E2 болатын екі электрон өріске
перпендикуляр қозғалады. Олардың периодтары мен радиустарының қатынасын
анықта.
14. «Өшетін электромагниттік тербелістерді зерттеу»
Жұмыстың мақсаты: тербелмелі контурдың жұмысын, еркін өшетін
электромагниттік тербелістердің сипаттамаларын зертеу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- қандай тербелістер периодты деп аталады? Өшетін тербелістер периодты
тербеліс бола алама?
- еркін электромагниттік тербербелістерді қандай жүйенің көмегімен алуға
болады?
- тербелмелі контурда электромагниттік тербелістер қалай пайда болады?
- контурдағы электромагниттік тербелістердің өшуін түсіндір;
- өшу коэффициенті контурдағы өшетін тербелістердің периодына қалай әсер
етеді?
- өшетін тербелістер амплитудасын сандық тұрғыдан қандай шама сипаттайды?
15. «Айнымалы ток тізбегінің элементтері»
Жұмыстың мақсаты: индуктивтік және сиымдылық, кедергілердің айнымалы ток
жиілігне және тізбек элементтерінің параметрлеріне тәуелділігін зерттеу.
Зертханалық жұмыстың әдістемелік нұсқауына сәйкес өлшеулер жүргізіп,
төмендегі сұрақтарға жауап беру:
- айнымалы ток жиілігі артқан сайын сиымдылық кедергі неге азаяды, ал
индуктивтік кедергі артады?
- индуктивтік каткушка мен конденсатордағы ток пен кернеудің фазаларының
арысындағы айырмашылық қандай?
- индуктивтік және сиымдылық, кедергілердің өлшем бірліктері;
- ток пен кенеудің әсерлік мәндерінің өрнектерін жаз;
«Электр және магнетизм» пәні бойынша
практикалық тапсырмаларды дайындау және орындауға арналған әдістемелік
нұсқау
Машықтану сабақтарын жүргізудегі мақсат теориялық матриалдырды
бекіту, есеп шығару дағдыларын қалыптастыру. «Электр және магнетизм»
пәні бойынша есептер шығаруды төмендегі ретпен жүгізу ұсынылады:
- тақырып бойынша теориялық материалды оқу;
- есеп шығару процесінде мазмұнын терең түсініп, оған байланысты
құбылыстарды білумен қатар есепті шығарудың қарапаыйым да түсінікті
жолдары іздестіріледі;
- есептің мазмұнына сәйкес шығарылу жолдарына түсініктеме беретін
схемалар, графиктер салынып, электр тізбегі құрастырылады;
- есептің шарты қықаша жазырып, физикалық шамалардың өлшеу бірліктері
БХЖ өрнектеледі;
- физикалық тұрақтылардың мәндері сәйкес таблицалардан жазылып алынады;
- шығару жолдарына қысқаша түсініктеме жазылады;
- ізделіп отырған шама жалпы түрде шығарылады, яғни әуелі жұмыс
формуласы қортылып, одан кейін формуланың дұрыстығы тексеріледі;
- формуланың дұрыстығын тексеру үшін шамалардың бірліктері негізгі
бірліктер арқылы өрнектеліп жазылады да теңдіктің екі жағының өлшем
бірліктерінің дәл келуі анықталады;
- шамалардың сан мәндері формулаға қойылып ,есептеулер жүргізіледі;
алынған шаманың дұрыстығы, олардың эксеримент нәтжелерімен үйлесуі
анықталады;
Көрсетілген әдебиеттер мен әдістемелік нұсқауларды қолданып курстың жеке
тақырыптары бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады:
Тақырып: Электростатика.Кулон заңы
Сабақтың мақсаты:Нақты мысыалдарды талдай отырып зарядтардың сақталу
заңының мағанасын түсіндіру.Кулон заңын қолданып нүктелік зарядтардың
әсерлесу күштерін есепту мысалдарын қарастыру.
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады:
Жалпы физика курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж., № 17-3,9,18
Тақырып: Электр өрісі кернеулігін есептеу әдістері
Сабақтың мақсаты:Электр өрісі кернеулігін есептеудің әртүрлі әртүрлі
әдістерімен таныстыру. Төмендегі сұрақтарды қайталау:
- Электр өрісінің кернеулігі деген не? Оның физикалық мағанасы не?
- Нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігінің формуласын жаз.
- Электр өрісн қалай кескіндейді?
- Электр өрісінің суперпозиция принципі нің мағанасы неде?
- Электр өрісі кернеулігінің өлшем бірлігі
- Электр өрісінің кернеулігін есептеуде Остроградский- Гаусс
теоремасын қолданудың ыңғайлығы неде?
- Тұйық бет арлылы өтетін кернеулік векторы ағыны қандай жағдайда нольге
тең?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-24,25,31
Тақырып: Зарядтар жүйесі мен таралған зарядтар өрісінің потенциалын
есептеу әдістері
Сабақтың мақсаты: Нүктелік зарядтардың, зарядтар жүйесінің, таралған
зарядтардың өріс потенциалдарын есептеуде ыңғайлы формуланы қолдана білуге
үйрету. Остроградский-Гаусс теоремасын қолдану.
Төмендегі теориялық сұрақтарды оқу:
- Нүктелік зарядтардың, зарядтар жүйесінің, таралған зарядтардың өріс
кернеулігін есептеуде Остроградский – Гаусс теоремасын қолданудың маңызы.
Остроградский – Гаусс теоремасының математикалық өрнегі, мәне мен
мазмұны.
- Электр өрісінің кернеулігі мен потенциалының арасындағы байланыс қандай?
- Электр өрісінің күштік және энергетикалық сипаттамаларының байланысының
физикалық мағанасы.
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-38,45,46.
Тақырып: Электр өрісіндегі өткізгіштер мен диэлектриктр, сипаттамаларын
есептеу
Сабақтың мақсаты: Электр өрісіне өткізгіштер мен диэлектриктерді
енгізгенде, оның сипаттамаларының өзгеруін салыстыру.
Төмендегі теориялық сұрақтарды оқып-білу:
- Диэлектирикті электр өрісіне орналастырғанда болатын өзгерістер мен
процестердің мәні?
- Электростатиакалық индукция векторы мен электр өрісінің кернеулігінің
физикалық мағанасы, олардың арасындағы байланыс.
- Екі диэлектриктердің шекарасында кернеулік сызықтарының сынуын қалай
түсіндіруге болады?
- Заттардың диэлектрик өтімділігінің физикалық мағанасын түсіндіріңдер.
- Нүктелік q заряд пен өткізгіш дененің жазық бетінің арасындағы әсерлесу
күші қандай болады? Егер заряд қабырғадан r қашықтықта орналасқан болса.
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-38,45,46
Тақырып: Өткізгіштердің электр сиымдылығы
Сабақтың мақсаты:Сиымдылық туралы түсініктеді бекіту. Геометриялық
формалары әртүрлі болып келгнен денелердің сиымдылықтарын есептеу және
салыстыру.Диэлектрик өтімділіктері әртүрлі орталарды ескеру.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Өткізгіштердің электр сиымдылығы қандай шамалармен анықталады?
- Кондесатор деген не? Жазық, цилиндірлік, сфералық конденсаторлардың
электр сиымдылығы қалай анықталады?
- Тізбектей және параллель жалғанған конденсаторлардың электр сиымдылығы
қалай анықталады?
- Электр сиымдылық тың бірліктерін атаңыз.
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-67,81,84
Тақырып: Электростатикалық өрістің энергиясы
Сабақтың мақсаты: Зарядталған денелердің өрістері энергияларын есептеу
әдістерімен таныстыру.Электр өрісінің энергиясын демострациялайтын
мысалдарды қарастыру.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Электр өрісінің энергиясының болатынын қай тәжрибелер растайды?
- Электр өрісі энергиясының бірліктерірін ата
- Зарядталған конденсатордың энергиясы қалай анықталады?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады : (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-93,102,104.
Тақырып: Тұрақты ток заңдары
Сабақтың мақсаты:Тізбек бөлігіндегі ток күшін, потенциалдар айырмасын,
кедергісін есептеуде Ом заңын қолданудың әдет- дағдысын бекіту. ОМ заңын
толық тізбекке, ЭҚК әсер ететін тізбек бөлігіне қолдану.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Электр тогы деп нені айтады?
- Тізбекте электр тогының болу шарттары
- «Тосын» күштер деген не?
- Тізбектің біртекті емес бөлігіне арналған Ом заңының тұжырымдамасы.
- тұйық тізбекке арналған Ом заңын тұжырымда
- Ток күшінің физикалық мағанасын тұжырымда
- Ток тығыздығы нені анықтайды?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-2,5,13, 24.
Тақырып: Кирхгоф ережелерін электр тізбегін есептеудг қолдану.
Сабақтың мақсаты: Электр тізбегінің теңдеулерін құрып және олардың
сипаттамаларын есептеуге Кирхгоф ережелеерін қолдануды үйрету.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- қандай электр тізбегін тармақталған тізбек деп атайды?
- Киргоф ережелерінің мағанасы неде?
- «таңбалар» ережесін түсіндір
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-30,35,44.
Тақырып: Токтың жұмысы мен қуаты
Сабақтың мақсаты: Токтың жұмысы мен қуатын есептеу әдістерін үйрену.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Жартылай өткізгіштердің негізгі физикалық қасиеттері қандай?
- Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі деген не?
- Қоспалық өткізгіштік деген не? Олардың типтері?
- Газдардағы ионозация процесі деген не? Ионизация жұмысы неге тәуелді?
- Рекомбинация деген не?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-51,64,70.
Тақырып: Термоэлектрондық эмиссия, контактілік құбылыстар
Сабақтың мақсаты:Газдар мен жартылай өткізгіштердің электр өткізгіштігінің
заттардың сипаттамаларына тәуелділігін көрсету.
- термоэлектрондық эмиссия құбылысының мағанасын түсіндір
- вакуумдағы электр тогының табиғаты неде?
- қанығу тогы деген не? Ол неге байланысты?
- «түйісу құбылыстары» қандай шарттар орындалғанда байқалады?
- «түйісу құбылыстары» ның практикалық қолданылулары
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 19-4,14,16.
Тақырып: Электролиттердегі, газдардағы электр тогы.
Сабақтың мақсаты:Металлдардағы,электролиттердегі, газдардағы электр тогының
табиғатан талдау.Электролиз заңдары мен тұрақты ток заңдарын қолданып
есепрер шығару әдістерін талдау.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Жартылай өткізгіштердің негізгі физикалық қасиеттері қандай?
- Жартылай өткізгіштердің меншікті өткізгіштігі деген не?
- Қоспалық өткізгіштік деген не? Олардың типтері?
- Газдардың ионозация процесі деген не? Ионизация жұмысы неге тәуелді?
- Рекомбинация деген не?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 20-4,5,19,25.
Тақырып: Магнит өрісі. Магнит өрісісінің қозғалыстағы зарядтарға әсері
Сабақтың мақсаты:Магнит өрісінің кернеулік векторы мен индукция векторы
ұғымдарын қалыптастыру, оларды есептеу әдістерін үйрету.Магнит өрісінің
токтарға әсерін есептеуде Био-Савар-Лаплас заңын қолдану.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Био-Савара-Лаплас заңының физикалық мағанасын түсіндір
- Ампер заңының мағанасы неде? Математикалық өрнегін жаз
- Лоренц күшінің бағытын қалай анықтайды?
Тақырып бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 21-3,5,14, 23,50,33,36.
Тақырып: Электр магниттік индущия. Магаит өрісінің энергиясы
Сабақтың мақсаты:Магнит ағынын есептеу дағдысын қалыптастыру; магнит ағынын
өзгерту әдістерін және қозғалған өткізгіште индукция ЭҚК пайда болуын
талдау; Тұйық контурда индукция ЭҚК және магнит ағынын есептеу мысалдарын
қарастыру.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- Магнит өрісінде қозғалған зарядқа әсер ететін күшті қалай есептейді?
Күштің бағытын қалай анықтайды?
- Қандай заттар өткізгіштер тобыны жатады? Бұл заттардың құрылысының
ерекшеліктері неде?
- Магнит ағыны деп нені айтады? Оның өлшем бірлігі не?
- Белгі бір бет арқылы өтетін магнит ағынын қандай әдістер арқылы өзгертуге
болады ?
- Қандай жағдайда әсер ететін күштер бөгде күш деп аталады?
- Электр қозғаушы күштің физикалық мағанасын айт.
- Қозғалатын өткізгіштерде ЭҚК қай жағдайда индукцияланады?
- Электр магниттік индукция құбылысының мағынасын түсіндір. Фарадейдің
электр магниттік индукция заңының математикалық өрнегі қалай жазылады?
- Ленц ережесінің электр магниттік индукция процесіндегі энергияның сақталу
заңына сәйкес клетінін қалай көрсетуге болады?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 22-2,6,17.
Тақырып: Айнымалы ток . Электр магниттік тербелістер мен толқындар.
Сабақтың мақсаты: Айнымалы ток тізбегіндегі актив, сиымдылық, индуктивтік
және толық кедергілерді, ток күшін, кернеуді есептеу ағдылырын
қалыптастыру.Индуктивтік және сиымдылық кедергілердің айнымалы ток
жиілігіне тәуелділігін қарастыру.
Тақырып бойынша есеп шығаруға қажет болатын төмендегі теориялық сұрақтарды
қайталау:
- қандай шарттар орындалғанда ток «айнымалы» деп аталады?
- айнымылы токты сипаттайтын шамалардың өзара байланысы ?
- айнымылы ток күші мен кернеуінің әсерлік мәні деп нені айтады ?
- айнымылы ток күші мен кернеуінің амплитудалық мәні деп нені айтады ?
- электромагниттік тербелістер қалай пайда болады ?
- электромагниттік толқындар қандай шарт орындалғанда пайда болады және
таралады ?
Тақырыптар бойынша есептер шығару мысалдары қарастырылады: (Жалпы физика
курсының есептер жинағы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 23-2,5,11,25
Типтік есептер шығару үлгілері
1-Мысал.
Ұзындығы [pic] болатын жұқа стерженьда сызықты тығыздығы [pic]-ға тең
заряд бірқалыпты таралған. А –нүктесіндегі таралған зарядтан пайда болған,
стержень осінде (бекітілген) орналастырылған және оның жақын ұшынан [pic]-
қашықтыққа алыстатылған [pic]-потенциалын табу керек.
Шешуі:
Стерженьда ұзындығы [pic] кішкене бөлімше белгілейді. Сонда бұл
бөлімшеде нүктелік деп санауға болатын [pic] заряд анықталынады. А
нүктесінде осы нүктелік зарядтан пайда болған [pic] потенциалды мына
формула бойынша анықтауға болады: [pic]
Электр өрістерінің суперпозиция принципі бойынша, А-нүктесінде зарядталған
стерженьнан пайда болған электр өрісінің потенциалын мына берілгенді
интегралдау арқылы табамыз: [pic]; Интегралдау арқылы мынаны
аламыз:
[pic]; Физикалық шамаларға сандық мәндерін қойып аламыз: [pic]
(В)
Жауабы: 62.4 В
2 Мысал:
Электр өрісі [pic]см радиусты және бірқалыпты зарядталған сызықты
тығыздығы [pic]-ға тең ұзын цилиндрдан құралған. Цилиндрдің орта
бөлігіндегі, цилиндр бетінен [pic] және [pic] қашықтықта орналасқан, осы
өрістің 2 нүктесінің потенциалдар айырымын анықтау керек.
Шешуі:
Потенциалдар айырымын анықтау үшін, өріс кернеулігі мен потенциал өзгерісі
арасындағы қатысты пайдаланамыз:
[pic];
Цилиндр сияқты осьті симметриялық өріс үшін, бұл қатысты мына түрде
жазуға болады:
[pic] немесе [pic]
Бұл берілгенді интегралдап ,2 нүктенің потенциалдар айырымын табамыз. Олар
цилиндр осінен [pic] және [pic] қашықтықта қалып отыр:
[pic] (1)
Цилиндр ұзын болғандықтан және нүктелер оның орталық бөлігінен
алынғандықтан, өріс кернеулігінің мәні үшін шексіз ұзын цилиндрда пайда
болған өріс кернеулігінің формуласын пайдалануға болады:
[pic]
Е- нің мәнін 1-ге қойып, аламыз:
[pic] немесе
[pic]мынаны [pic]м [pic]м ескеріп, есептеулер жүргіз [pic]
Жауабы: 250 В
3 Мысал
Үдеткішті потенциалдар айырымы (U)- ын анықтау керек, онда электр өрісінде
электрон жүріп өткен, ол электронның жылдамдығы [pic] м/с,
Оның жылдамдығы n=2есе өсу керек.
Шешуі:
Үдеткішті потенциалдар айырымын табу үшін электростатикалық өрістің А күш
жұмысын есептеуге болады.
Бұл жұмыс е- элементар зарядтың U- потенциалдар айырымын көбейтіндісі
ар/лы анықталынады:
[pic] (1)
Бұл жағдайда электростатикалық өрістің күш жұмысы электронның кинетикалық
энергиясының өзгерісіне тең:
[pic] (2)
мұнда: Т1және Т2- электронның кинетикалық энергиясы, m-электрон массасы;
[pic]және[pic]- электронның бастапқы және соңғы жылдамдығы.(1)және (2)
формулалардың оң бөліктерін теңестіріп, аламыз:
[pic] мұнда n=[pic]
Потенциалдар айырымы үшін жазамыз:
[pic].
Жауабы:8,53В
4 Мысал
Массасы [pic]-ға тең және периоды [pic]-қа тең жүгі бар математикалық
маятникке [pic]зарядберілді. Маятникті біртекті элетр өрісінде
орналастырған, ол пластиналары горизонтал орналастырылған жазық
конденсатордан құралған. Осы кезде тербеліс периоды [pic]-қа кеміді. Электр
өрісінің тарапынан маятникқа әсер етуші күшті, электр өрісінің бағытын,
потенциалдарайырымын, пластиналардағы заряд тығыздығын табу керек. Үлкен
ауданның пластиналарының [pic] ара қашықтығы маятник жібінің ұзындығынан
артық екені белгілі.
Бер: Шешуі:
[pic] Электр өрісі жоқ кездегі тербеліс
периоды:
[pic] [pic], мұнда :
[pic] [pic]-үдеу, ол маятникке ауырлық күші
арқылы
[pic] берілген. [pic]
Осыдан: [pic] (1).
Маятникті электр өрісіне орналастырғанда, оның периоды өзгереді және [pic]-
үдеу былай анықталады:
[pic] (2)
Үдеудің [pic] - өзгеруі электр өрісінің әсерінен болады, сонымен қатар
біртекті электр өрісінің тарапынан маятникке әсер етуші күш мынаған тең:
[pic] (3)
(1) және (2)-ші теңдеулердің негізінде: [pic] [pic] (4)
[pic], Электр өрісінің әсерінің нәтижесінен үдеу еркін түсу үдеуіне
қарағанда артады, сонымен бірге бұл күш ауырлық күші [pic]-мен бағыттас.
Бірақ мұндай жағдай, егер теріс заряд [pic] өрісте орналасып, оның
кернеулігі вертикаль жоғары орналасқанда ғана орындалуы мүмкін.
Жазық конденсатор пластиналары арасындағы потенциалдар айырым
[pic] тең болады:
[pic] (5)
Кернеуліктің анықтамасы бойынша: [pic]
(6)
1) –ші теңдеуден белгілі, маятник ұзындығы:
[pic]
Пластиналар ара қашықтығы:
[pic] (7)
(6) мен (7)-ні (5)-ші теңдеуге қойып, мынаны аламыз:
[pic] (8)
Жазық конденсатордың өріс кернеулігі тең болады:
[pic] осыдан: [pic]
(4), (8), (9) –теңдіктердің сан мәндерін қойсақ, мынаны аламыз:
[pic]; [pic]; [pic]
5 Мысал.
Нүктелік диполь осінен [pic] қашықтықта оң заряд орналасқан. Осы
электр өрісіндегі нүктелік дипольдің потенциалын анықтау керек. Оның
электрлік моменті [pic]-ға тең.
Шешуі:
Өрістің суперпозиция принципіне сүйенсек, электр өрісіндегі дипольдің кез-
келген нүктесінің потенциалы - әрбір диполь заряды туғызатын
потенциалдардың алгебралық қосындысына тең:
[pic]
Сонда А нүктесі мына формула:[pic],
Бізде бар: [pic]
Мұнда: [pic]
Сонымен, өріс диполінің потенциалын анықтау үшін тек электрлік момент
[pic]-ны ғана емес, [pic]-иінді де білу керек.
Ескереміз. Нүктелік диполь үшін [pic]қатысы орындалады. Сондықтан,
[pic] -шамасын есепке ала отырып, берілген формуланың бөлгішін де ескере
отырып, табамыз: [pic]
Шамалардың сандық мәндерін қорытынды формулаға қойып, мынаны аламыз:
[pic](мВ)
Мұнда: [pic]-екені ескерілген.
Мысал.
[pic]-радиусты жұқа диск [pic]-беттік тығыздықпен бірқалыпты зарядталған.
Диск осінен [pic]-қашықтықта жатқан А нүктесіндегі потенциал мен электр
өрісі кернеулігін табу керек.
Шешуі:
А нүктесіндегі потенциалды табу үшін, өрістің суперпозиция принципін
пайдалану қолайлы. Ол үшін дискіні қалыңдығы [pic] болатын элементар
сақиналарға бөлеміз. [pic]сақина ауданының радиусының ауданы [pic]-қа
тең, ал сақина заряды -[pic]-қа тең. Сақина өрісінің потенциалы -өзінің
нүктелік элементтерінен құралған потенциалдар қосындысына тең.
Нүктелік элементтер А –нүктесінен тең алыстатылғандықтан, сақина
зарядын сол шамалас нүктелік зарядпенауыстырсақ, А нүктеден [pic]
қашықтыққа алыстатылғанды мына формуламен табамыз:
[pic];
Сақина потенциалы:
[pic]- интегралдап, диск потғенциалын анықтаймыз:
[pic] (1)
Симметрия қатысы бойынша мынандай қорытынды жасауға болады, А нүктесінде
электр өрісінің [pic]кернеулік векторы диск осінің маңына бағытталған .
Сондықтан Е –нің модулін табу үшін, электр өрісі кернеулігімен потенциал
[pic] арасындағы байланысты пайдаланамыз. Мұнда [pic]- туынды
потенциалдың жылдам өзгерісі бағытында алынып отыр, яғни күштік сызық
маңында.
Шаманы айнымалы деп қарастырып, аламыз:
[pic] (2)
[pic] болғанда, жазылған (2) –формула шексіз жазықтықты өріс кернеулігін
есептейтін қорытынды формулаға көшеді:
[pic]
7 Мысал.
Өріс 2 бірқалыпты зарядталған концентрлік сфералардан құралған. Сфералар
заряды [pic] және [pic] -екенін біле отырып, О,А, В-нүктелерінің
потенциалын табу керек. Сфералардың радиустары [pic] және [pic]-ге тең,
ал ОА және ОВ –лардың қашықтығы [pic] және [pic]-ге тең.
Шешуі:
О нүктесі әрбір сфераның ішінде жатқандықтан, [pic], мұнда [pic] және
[pic] -әрбір сферада жеке-жеке пайда болатын өрістердегі О-нүктесінің
потенциалдары.
Ақырғылары сфераның бетіндегі потенциалдарға тең болғандықтан,
(см. Коган..)???
[pic]
А нүктесі 1-ші сфераның
сыртында, ал 2 сфераның ішінде жатқандықтан : [pic]
8 Мысал.
Радиусы 2 см-ге тең шардың бетінде оң заряд [pic] бірқалыпты таралған.
Шардан өте алыс орналасқан электронның бастапқы жылдамдығы [pic]-ға тең.
Электрон қандай жылдамдықпен шарға жылжиды? (электрон массасы [pic],
электрон заряды [pic])
Шешуі:
Электронға зарядталған шардың электр өрісі тарапынан [pic]-күші әсер
етеді. Ол электронға қатысты үдеуді береді(сообщает) (хабарлайды). Кез-
келген зарядтың энергиясы сияқты, электр өрісіндегі қозғалыс кезінде
электрон энергиясы өзгереді. Берілген жағдайда электронның кинетикалық
энергиясы 0-дік [pic] мәннен кейбір [pic]- мәнге дейін көбейеді (артады).
Сондықтан мынаны жазуға болады:
[pic]
Осыдан жылдамдықты анықтау үшін мынаны жазамыз:
[pic]
Сандық мәндерін қойғаннан кейін аламыз:
[pic]
9 Мысал.
Нүктелік [pic] және [pic]- зарядтар бір-бірінен [pic]- қашықтықта
орналасқан. Бұл жүйенің потенциалдық энергиясы қандай?
Шешуі:
Бұл зарядтардың тек әрекеттесіп орналасуы белгілі болса, онда олардың
біреуін шартты түрде қозғалмастай етіп бекітілген деп есептеуге болады.
Сонда ізделініп отырған энергия [pic]-ға тең болады, мұнда [pic] өріс
потенциалы, ол 2-ші заряд орналасқан нүктедегі 1-ші зарядтан пайда
болған.
[pic] - екенін ескеріп, жазамыз: [pic];
10 Мысал.
[pic]- нүктелік зарядтар [pic]-жақты дұрыс үшбұрыштың ұшында (вершина)
биіктігінде орналасқан. Бұл жүйенің потенциалдық энергиясы неге тең ?
Шешуі:
Алдыңғы есептің шешуін пайдаланып, система энергиясы үшін былай жазуға
болады:
[pic]
11 Мысал.
Радиустары [pic]және [pic] екі кішкене металл шариктер, олардың
өлшемдерін арттыратын қашықтықта вакуумда орналастырылған және олар
кейбір анықталған суммалық зарядқа (қосынды) ие.
[pic]- зарядтардың қандай қатынасында шариктардағы системаның жүйенің
электрлік энергиясы минималды болады ? Шариктер арасындағы потенциалдар
айырымы қандай болады ?
Шешуі:
Берілген жүйенің электр өрісінің энергиясы бізге белгілі формуламен
есептелінуі мүмкін:
[pic]
Мұнда, [pic] және [pic]- шариктардың электр өрісіндегі меншікті энергия
мәндері [pic];
[pic]- зарядталған шарлардың өзара әсер энергиясы ([pic]) немесе [pic];
[pic]шариктар ара қашықтығы .
[pic]-болғандықтан, мұнда [pic]- жүйенің суммалық заряды.
[pic]
[pic]-энергия минималды болады, егер: [pic] болса. Сонда мынаны аламыз:
[pic] және [pic]
[pic]және [pic] [pic] мен [pic]-ден көп кіші екендігі ескерілген.
Әрбір шариктің потенциалы (оларды изоляцияланған деп қарастыруға болады)
[pic], сондықтан алдыңғы теңдіктен мынау шығады: [pic], потенциалдар
айырымы мұндай таралуда 0-ге тең болады.
11-Мысал.
Ұзындығы [pic] болатын жұқа стерженьда сызықты тығыздығы [pic]-
ға тең заряд бірқалыпты таралған. А –нүктесіндегі таралған зарядтан пайда
болған, стержень осінде (бекітілген) орналастырылған және оның жақын ұшынан
[pic]-қашықтыққа алыстатылған [pic]-потенциалын табу керек.
Шешуі:
Стерженьда ұзындығы [pic] кішкене бөлімше белгілейді. Сонда бұл
бөлімшеде нүктелік деп санауға болатын [pic] заряд анықталынады. А
нүктесінде осы нүктелік зарядтан пайда болған [pic] потенциалды мына
формула бойынша анықтауға болады:
[pic]
Электр өрістерінің суперпозиция принципі бойынша, А-нүктесінде
зарядталған стерженьнан пайда болған электр өрісінің потенциалын мына
берілгенді интегралдау арқылы табамыз:
[pic]
Интегралдау арқылы мынаны аламыз:
[pic];
Физикалық шамаларға сандық мәндерін қойып аламыз:
[pic] (В)
Жауабы: 62.4 В
12 Мысал.
[pic]- нүктелік зарядтар [pic]-жақты дұрыс үшбұрыштың ұшында (вершина)
биіктігінде орналасқан. Бұл жүйенің потенциалдық энергиясы неге тең ?
Шешуі:
Алдыңғы есептің шешуін пайдаланып, система энергиясы үшін былай жазуға
болады:
[pic]
13 Мысал:
Электр өрісі [pic]см радиусты және бірқалыпты зарядталған сызықты
тығыздығы [pic]-ға тең ұзын цилиндрдан құралған. Цилиндрдің орта
бөлігіндегі, цилиндр бетінен [pic] және [pic] қашықтықта орналасқан, осы
өрістің 2 нүктесінің потенциалдар айырымын анықтау керек.
Шешуі:
Потенциалдар айырымын анықтау үшін, өріс кернеулігі мен потенциал өзгерісі
арасындағы қатысты пайдаланамыз:
[pic];
Цилиндр сияқты осьті симметриялық өріс үшін, бұл қатысты мына түрде
жазуға болады:
[pic] немесе [pic]
Бұл берілгенді интегралдап ,2 нүктенің потенциалдар айырымын табамыз. Олар
цилиндр осінен [pic] және [pic] қашықтықта қалып отыр:
[pic] (1)
Цилиндр ұзын болғандықтан және нүктелер оның орталық бөлігінен
алынғандықтан, өріс кернеулігінің мәні үшін шексіз ұзын цилиндрда пайда
болған өріс кернеулігінің формуласын пайдалануға болады:
[pic]
Е- нің мәнін 1-ге қойып, аламыз:
[pic] немесе
[pic]мынаны [pic]м [pic]м ескеріп, есептеулер жүргіз [pic]
ЖАУАБЫ:250 В
4 Мысал
Үдеткішті потенциалдар айырымы (U)- ын анықтау керек, онда электр өрісінде
электрон жүріп өткен, ол электронның жылдамдығы [pic] м/с,
Оның жылдамдығы n=2есе өсу керек.
Шешуі:
Үдеткішті потенциалдар айырымын табу үшін электростатикалық өрістің А күш
жұмысын есептеуге болады.
Бұл жұмыс е- элементар зарядтың U- потенциалдар айырымын көбейтіндісі
ар/лы анықталынады:
[pic] (1)
Бұл жағдайда электростатикалық өрістің күш жұмысы электронның кинетикалық
энергиясының өзгерісіне тең:
[pic] (2)
мұнда: Т1және Т2- электронның кинетикалық энергиясы
m-электрон массасы;
[pic]және[pic]- электронның бастапқы және соңғы жылдамдығы.(1)және (2)
формулалардың оң бөліктерін теңестіріп, аламыз:
[pic]
мұнда n=[pic]
Потенциалдар айырымы үшін жазамыз:
[pic]
Жауабы:8,53В
15 Мысал
Массасы [pic]-ға тең және периоды [pic]-қа тең жүгі бар математикалық
маятникке [pic]зарядберілді. Маятникті біртекті элетр өрісінде
орналастырған, ол пластиналары горизонтал орналастырылған жазық
конденсатордан құралған. Осы кезде тербеліс периоды [pic]-қа кеміді. Электр
өрісінің тарапынан маятникқа әсер етуші күшті, электр өрісінің бағытын,
потенциалдарайырымын, пластиналардағы заряд тығыздығын табу керек. Үлкен
ауданның пластиналарының [pic] ара қашықтығы маятник жібінің ұзындығынан
артық екені белгілі.
Бер: Шешуі:
[pic] Электр өрісі жоқ кездегі тербеліс
периоды:
[pic] [pic], мұнда :
[pic] [pic]-үдеу, ол маятникке ауырлық күші
арқылы
[pic] берілген.
[pic]
Осыдан: [pic] (1).
Маятникті электр өрісіне орналастырғанда, оның периоды өзгереді және [pic]-
үдеу былай анықталады:
[pic] (2)
Үдеудің [pic] - өзгеруі электр өрісінің әсерінен болады, сонымен қатар
біртекті электр өрісінің тарапынан маятникке әсер етуші күш мынаған тең:
[pic] (3)
(1) және (2)-ші теңдеулердің негізінде:
[pic] [pic] (4)
[pic]
Электр өрісінің әсерінің нәтижесінен үдеу еркін түсу үдеуіне қарағанда
артады, сонымен бірге бұл күш ауырлық күші [pic]-мен бағыттас. Бірақ мұндай
жағдай, егер теріс заряд [pic] өрісте орналасып, оның кернеулігі вертикаль
жоғары орналасқанда ғана орындалуы мүмкін.
Жазық конденсатор пластиналары арасындағы потенциалдар айырым
[pic] тең болады:
[pic] (5)
Кернеуліктің анықтамасы бойынша: [pic]
(6)
2) –ші теңдеуден белгілі, маятник ұзындығы:
[pic]
Пластиналар ара қашықтығы:
[pic] (7)
(6) мен (7)-ні (5)-ші теңдеуге қойып, мынаны аламыз:
[pic] (8)
Жазық конденсатордың өріс кернеулігі тең болады:
[pic] осыдан: [pic]
(4), (8), (9) –теңдіктердің сан мәндерін қойсақ, мынаны аламыз:
[pic]; [pic]; [pic]
16 Мысал.
Нүктелік диполь осінен [pic] қашықтықта оң заряд орналасқан. Осы
электр өрісіндегі нүктелік дипольдің потенциалын анықтау керек. Оның
электрлік моменті [pic]-ға тең.
Шешуі:
Өрістің суперпозиция принципіне сүйенсек, электр өрісіндегі дипольдің кез-
келген нүктесінің потенциалы - әрбір диполь заряды туғызатын
потенциалдардың алгебралық қосындысына тең:
[pic]
Сонда А нүктесі мына формула:
[pic] Бізде бар: [pic]
Мұнда: [pic]
Сонымен, өріс диполінің потенциалын анықтау үшін тек электрлік момент
[pic]-ны ғана емес, [pic]-иінді де білу керек.
Ескереміз. Нүктелік диполь үшін [pic]қатысы орындалады. Сондықтан,
[pic] -шамасын есепке ала отырып, берілген формуланың бөлгішін де ескере
отырып, табамыз:
[pic]
Шамалардың сандық мәндерін қорытынды формулаға қойып, мынаны аламыз:
[pic](мВ)
Мұнда: [pic]-екені ескерілген.
17 Мысал.
[pic]-радиусты жұқа диск [pic]-беттік тығыздықпен бірқалыпты зарядталған.
Диск осінен [pic]-қашықтықта жатқан А нүктесіндегі потенциал мен электр
өрісі кернеулігін табу керек.
Шешуі:
А нүктесіндегі потенциалды табу үшін, өрістің суперпозиция принципін
пайдалану қолайлы. Ол үшін дискіні қалыңдығы [pic] болатын элементар
сақиналарға бөлеміз. [pic]сақина ауданының радиусының ауданы [pic]-қа
тең, ал сақина заряды -[pic]-қа тең. Сақина өрісінің потенциалы -өзінің
нүктелік элементтерінен құралған потенциалдар қосындысына тең.
Нүктелік элементтер А –нүктесінен тең алыстатылғандықтан, сақина
зарядын сол шамалас нүктелік зарядпенауыстырсақ, А нүктеден [pic]
қашықтыққа алыстатылғанды мына формуламен табамыз:
[pic];
Сақина потенциалы:
[pic]- интегралдап, диск потғенциалын анықтаймыз:
[pic] (1)
Симметрия қатысы бойынша мынандай қорытынды жасауға болады, А нүктесінде
электр өрісінің [pic]кернеулік векторы диск осінің маңына бағытталған .
Сондықтан Е –нің модулін табу үшін, электр өрісі кернеулігімен потенциал
[pic] арасындағы байланысты пайдаланамыз. Мұнда [pic]- туынды
потенциалдың жылдам өзгерісі бағытында алынып отыр, яғни күштік сызық
маңында.
Шаманы айнымалы деп қарастырып, аламыз:
[pic] (2)
[pic] болғанда, жазылған (2) –формула шексіз жазықтықты өріс кернеулігін
есептейтін қорытынды формулаға көшеді:
[pic]
18 Мысал.
Өріс 2 бірқалыпты зарядталған концентрлік сфералардан құралған. Сфералар
заряды [pic] және [pic] -екенін біле отырып, О,А, В-нүктелерінің
потенциалын табу керек. Сфералардың радиустары [pic] және [pic]-ге тең,
ал ОА және ОВ –лардың қашықтығы [pic] және [pic]-ге тең.
Шешуі:
О нүктесі әрбір сфераның ішінде жатқандықтан, [pic], мұнда [pic] және
[pic] -әрбір сферада жеке-жеке пайда болатын өрістердегі О-нүктесінің
потенциалдары.
Ақырғылары сфераның бетіндегі потенциалдарға тең болғандықтан,
(см. Коган..)???
[pic]
А нүктесі 1-ші сфераның
сыртында, ал 2 сфераның ішінде жатқандықтан : [pic]
19 Мысал.
Радиусы 2 см-ге тең шардың бетінде оң заряд [pic] бірқалыпты таралған.
Шардан өте алыс орналасқан электронның бастапқы жылдамдығы [pic]-ға тең.
Электрон қандай жылдамдықпен шарға жылжиды? (электрон массасы [pic],
электрон заряды [pic])
Шешуі:
Электронға зарядталған шардың электр өрісі тарапынан [pic]-күші әсер
етеді. Ол электронға қатысты үдеуді береді(сообщает) (хабарлайды). Кез-
келген зарядтың энергиясы сияқты, электр өрісіндегі қозғалыс кезінде
электрон энергиясы өзгереді. Берілген жағдайда электронның кинетикалық
энергиясы 0-дік [pic] мәннен кейбір [pic]- мәнге дейін көбейеді (артады).
Сондықтан мынаны жазуға болады:
[pic]
Осыдан жылдамдықты анықтау үшін мынаны жазамыз:
[pic]
Сандық мәндерін қойғаннан кейін аламыз:
[pic]
20 Мысал.
Нүктелік [pic] және [pic]- зарядтар бір-бірінен [pic]- қашықтықта
орналасқан. Бұл жүйенің потенциалдық энергиясы қандай?
Шешуі:
Бұл зарядтардың тек әрекеттесіп орналасуы белгілі болса, онда олардың
біреуін шартты түрде қозғалмастай етіп бекітілген деп есептеуге болады.
Сонда ізделініп отырған энергия [pic]-ға тең болады, мұнда [pic] өріс
потенциалы, ол 2-ші заряд орналасқан нүктедегі 1-ші зарядтан пайда
болған.
[pic] - екенін ескеріп, жазамыз:
[pic];
21 Мысал.
Радиустары [pic]және [pic] екі кішкене металл шариктер, олардың
өлшемдерін арттыратын қашықтықта вакуумда орналастырылған және олар
кейбір анықталған суммалық зарядқа (қосынды) ие.
[pic]- зарядтардың қандай қатынасында шариктардағы системаның жүйенің
электрлік энергиясы минималды болады ? Шариктер арасындағы потенциалдар
айырымы қандай болады ?
Шешуі:
Берілген жүйенің электр өрісінің энергиясы бізге белгілі формуламен
есептелінуі мүмкін:
[pic]
Мұнда, [pic] және [pic]- шариктардың электр өрісіндегі меншікті энергия
мәндері [pic];
[pic]- зарядталған шарлардың өзара әсер энергиясы ([pic]) немесе [pic];
[pic]шариктар ара қашықтығы .
[pic]-болғандықтан, мұнда [pic]- жүйенің суммалық заряды.
[pic]
[pic]-энергия минималды болады, егер: [pic] болса. Сонда мынаны аламыз:
[pic] және [pic]
[pic]және [pic] [pic] мен [pic]-ден көп кіші екендігі ескерілген.
Әрбір шариктің потенциалы (оларды изоляцияланған деп қарастыруға болады)
[pic], сондықтан алдыңғы теңдіктен мынау шығады: [pic], потенциалдар
айырымы мұндай таралуда 0-ге тең болады.
«Электр және магнетизм пәні» пәні бойынша СО ӨЖ өткізуге
арналған әдістемелік нұсқау
СОӨЖ жұмыстарын ұйымдастыру:
Студенттердің белгілі бір тақарыпта жасаған конспектісімен жұмыс
жүргізулері.Жұмыс барысында оқытушы тақырып материалына қысқа шолу
жасайды. Студентпен бірлесе отырып конспектіде жазылған формулалар,
анықтамалар мен олардың физикалық мағанасы айқындалады. Сипатталған
процестер мен құбылыстардың арасындағы логикалық байланыс нақтыланады.
- Тақырып бойынша типтік есептер шығару. Есептің мазмұнына сәйкес
қоданылатын заңдар мен шамалардың ара қатынасы анықталады. Орындалатын іс-
әрекеттердің логикалық байланысы тағайындалады.
- Студенттер орындаған лабораториялық жұмыстардың нәтижелерін,
өңдеу әдістерін талдау. Шамалардың физикалық мағанасын айқындау. Өлшеу
нәтижелерін график арқылы көрсету. Алынған графиктер арқылы басқа
физикуалық шамаларды өрнектеп, байланыстарын тағайындау.
- Студенттердің пәннің жеке тақырыптарды меңгеру нәтижелерін тексеру, яғни
білімдерді бағалау (тест бақылау, жазбаша жұмыс).
- Компьютерлік технологиялардың мүмкіндіктерін қолдану. Тақырыптарды
меңгеру виртуаль компьютерлік демострациялар арқылы көрсетілетін
электрондық оқулықтарды қолдану. Есептердің шығару жолдарын айқындайтын
электрондық жетекшілірдің көмегін қолдану, яғну үйрету – көмекші
программаларды пайдалану.
Студент СОӨЖ жұмыстарын орындау және өткізу графигіне сәйкес,
әдебиеттер мен әдістемелік нұсқауларды қолданып, курстың жеке тақырыптары
бойынша төмендегі тапсырмаларды орындайды:
1 Электростатика. Кулон заңы. Электр өрісінің кернеулігі мен потенциалы
2.Электр өрісінің энергиясы мен жұмысы
3. Әртүрлі орталардағы электр өрісі.Поляризация векторы
4.Тұрақты ток. Ом заңы.Джоуль-Ленц заңы
5. Қатты денелердегі электр тогы. Жартылай өткізгіштер
6. Электролиттердегі электр тогы. Фарадей заңы.
7.Газдардағы электр тогы.
8. Магнит өрісі. Магнит индукция векторы. Магнит ағыны
9. Био-Саваар –Лаплас заңы.Толық ток заңы.Лоренц күші
10. Электромагниттік индукция заңы.Құиынды магнит өрісі
11. Магнетиктер. Электромагнит
12. Ығысу тогы.Максвелл теңдеулері
13. Айнымалы ток.Векторлық диаграммалар.
14.Электромагниттік тербелістер мен толқындар
15.Электромагниттік толқынның энергия ағыны.Пойтинг векторы
«Электр және магнетизм пәні» пәні бойынша СӨЖ өткізуге арналған
әдістемелік нұсқау
Студенттерге физикадан берілетін жеке үй тапсырмасы олардың осы пән
бойынша орындайтын өзіндік жұмысының бір түрі болып табылады. Студентердің
өзіндік жұмысы деп, олардың оқытушының тапсырмасымен және бақылауымен,
бірақ оның қатысуынсыз, ол үшін арнайы бөлінген уақыт ішінде орындайтын
жұмысын түсінеді. Мұнда студенттер ақыл-ой жігерін қолдана және ой мен
қимыл әрекеттерін қандай да бір формада (мысалы, есеп шығарғанда оның
мазмұнын талдау, мазмұнды қысқа ұтымды тәсілмен жазу, шешудің оңтайлы
әдісін таңдап алу және т.б.) білдіре отырып қойылған мақсатқа саналы жетуге
ұмтылады.
Біз студенттерге «Электр және магнетизм пәні» пәні бойынша жеке үй
тапсырмасы ретінде физикалық есептер ұсынамыз. Мұнда студенттердің
тапсырманы өз бетімен орындау дәрежесін арттыру мақсатында олардың
әрқайсысына мүмкіндігінше әр түрлі есептерді жеке варианттар бойынша
береміз.
Студенттерге есептер шығартудағы мақсаттар мыналар: жаңа білімдерді
меңгерте отырып, білімді өз бетімен игеру іскерлігін қалыптастыру, білімді
пысықтау және анықтау, білімді практикада қолдану іскерлігін қалыптастыру,
практикалық сипатты іскерліктері мен дағдыларын қалыптастыру, шығармашылық
сипатты іскерліктер мен дағдыларды қалыптастыру.
Студент шығарған есепті бағалау өлшемін (критериін) анықтау үшін
физика есептерін жіктеу (классификациялау) керек.
Физика есептері мына белгілер бойынша жіктеледі: мазмұн, мақсат,
мәселені зерттеу тереңдігі, шешу тәсілдері , шарттың берілу тәсілдері,
күрделілік дәрежелері және т.б.
Студенттер шығарған жеке үй тапсырмасын бағалау өлшемінің негізіне
осы белгілердің бәрін алуға болады: физикалық құбылыстың негізгі
мәселесінің мазмұнын құрайтын физикалық шамалардың,
заңдардың молырақ қамтылуы; есептердің проблемалық (шығармашылық) деңгейі;
мәселенің тереңірек талданып зерттелуі; шешу тәсілдерінің ең оңтайлысын
таңдап алуы және т.б.
Әр студент орындайтын жеке үй тапсырмасына (бір жеке үй тапсырмасында
физиканың бір бөлімі бойынша берілген 3-5 есеп болуы мүмкін) қойылатын
максимал және миниамал баллдар силлабуста көрсетіледі. Әрбір жеке есептің
шығарылуы бір есепке қатысты осы баллдар аралығында және айтылған өлшемдер
(критерилер) бойынша бағаланады, сосын бүкіл тапсырмаға максимал және
минимал баллдардың аралығында тиісті балл беріледі.
Максимал балл мысалы, «5» балл қатесіз және кемшіліксіз немесе бір
ғана болымсыз кемшілікпен шығарылған есепке қойылады. Одан төменгі балл,
мысалы «4» балл толық шығарылған, бірақ бірден аспайтын дөрекі емес және
бір болымсыз қатемен немесе болымсыз қателер екіден аспаған жағдайда
қойылады.
Одан төменгі балл мысалы «3» балл студент есептің тең жартысынан
астамын дұрыс шығарғанда немесе дөрекі қатесі екіден (немесе дөрекі қатесі
бірден және дөрекі емес қатесі бірден, сондай-ақ болымсыз қатесі бірден)
аспаған жағдайда қойылады.
Тапсырма минимал баллдан төмен балмен бағаланған жағдайда ол
студентке қайта шығару мақсатында қайтарылып беріледі.
Егер кейбір есептерді студенттің өз бетімен шығарғандығы күдік
туғызса, онда одан оқытушы есепті қалай шығарғандығын түсіндіріп беруін
талап ете алады. Бағаға көңілі толмаған студент оған қатысты оқытушыға
тілегін білдіруіне болады.
Студент СӨЖ тапсырмалары мен оларды орындау графигіне сәйкес
төмендегі тапсырмаларды орындап тексеруге беруге міндетті:
«Электростатика. Зарядтардың өзара әсерлесуі. Электр өрісінің
сипаттамалары » № 17-5,10,15,20,25, 28,33,46,55,65,71, 75,89,93,102,104
«Тұрақты ток. Тізбек сипаттамаларын есептеу. Әртүрлі орталардағы
электр тогы» №18-7,10,19,32,34,37,42,56,62,66,68, 19-10,11, 20-2, 10,11,
26,29.
«Электромагниттік индукция құбылысы. Фарадей заңы. Индукция ЭҚК.
Магнит өрісі. Магнит өрісінің сипаттамалары» № 21-2,10,12, 17,18, 31,
42,№22-3,9,12,20
«Электромагниттік тербелістер мен толқындар. Электр
тербелістерінің сипаттамаларын есептеу» №23-17,19,20,23,25
«Айнымылы ток. Айнымылы ток тізбегенің сипаттамаларын есептеу
» №23-2,4,5,11,14.
Білімдерді бақылау-өлшеу құралдары
@@@ Электр және магнетизм
$$$ 1
Заряды 2е болатын бөлшектің массасы қандай болады? Егер де ол бастапқы
тыныштық күйінен а үдеумен кернеулігі 3Е болатын біртекті электр өрісінде
қозғалса:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 2
Остроградский-Гаусс теоремасы бойынша тұйықталған беттен өтетін электр
өрісінің ығысу векторі неге тең:
A. Электр өрісін туғызатын зарядтардың алгебралық қосындысы
B. Тұйықталған беттің көлемінде болатын зарядтардың алгебралық қосындысы
C. Денелердің тұйықталған жүйесіндегі зарядтардың алгебралық қосындысы
D. Қарастырылып отырылған бетке жақын орналасқан заряд
E. Жоғарыдағы жауаптардың дұрысы жоқ
$$$3
Екі нүктелік зарядтардың өзара әсер энергиясы бұрынғыдай болып қалу үшін,
оларды керосиннен суға орналастырғанда ара қашықтығы қалай өзгерту керек
(керосин үшін [pic]).
A. 3 есе кеміту керек
B. 2 есе арттыру керек
C. 1,5 есе азаяды
D. 2 есе азаяды
E. ара қашықтықтары өзгермейді
$$$4
Екі нүктелік зараядтың 6q және 2q өзара әсерлесу күші 0,3 Н. Зарядтарды бір-
біріне тиістіріп содан кейін бұрынғы ара қашқтығына дейін ажыратқанда өзара
әсер күші қандай болады:
A. 0,1Н
B. 0,2Н
C. 0,3Н
D. 0,4Н
E. 0,5Н
$$$5
Остроградский-Гаусс теоремасының математикалық өрнегі қандай:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$6
Төмендегі келтірілген өрнектердің қайсысы электр өрісінде зарядты орын
ауыстыру жұмысына сәйкес:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$7
Төмендегі келтірілген өрнектердің қайсысы электр өрісіндегі екі нүктенің
арасындағы кернеуін сипаттайды:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$8
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы арқылы жекеленген зарядталған
өткізгіштің сиымдылығын жалпы түрде есептеуге болады
A.C=[pic]
B. C= 4[pic]
C. C=[pic]
D.C=[pic]
E. дұрыс жауаптары жоқ
$$$9
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы зарядтың сақталу заңы болады:
A. [pic]
B.[pic]
C. I=[pic]
D [pic]
E. заң тек қана сөзбен айтылады
$$$10
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы электр өрісінің кернеулігі болады
A. [pic][pic]
B. [pic]
C. [pic]
D.[pic]
E. [pic]
$$$ 11
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы электр өрісінің суперпозиция
принципін көрсетеді
A. [pic][pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 12
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы нүктелік зарядтардың өзара әсер
күшін көрсетеді
A. [pic][pic]
B. [pic]
C. [pic]
D.[pic]
E. [pic]
$$$ 13
Төмендегі келтірілген формуланың қайсысы электр зарядының энергиясын
есептеуге пайдаланылады
A. [pic][pic]
B. [pic]
C.[pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 14
Эквипотенциалды бет деп....:
A. Нүктелерінің потенциалдары бірдей болатын бетті айтады
B. Кез-келген зарядталған бет
C. Дұрыс геометриялы формасы болатын бет
D. Қисықтығы бір жаққа қарай кеми беретін бетті айтады
E. Кез келген металл бетті айтады
$$$ 15
Нүктелік заряд деп зарядталған дене, егерде:
A. Денеге берілген заряд, сол дененің барлық көлеміне жайылса
B. Оның сфералық формасы болса
C. Зарядталған денелердің өлшемдрімен салыстырғанда, оның геометриялық
өлшемдерін елемеуге болса
D. Оның заряды дененің масса центріне шоғырланса
E. Егер денеде заряд болмаса
$$$ 16
Жазық конденсатр сиымдылығының формуласы:
А. [pic]
B. [pic]
C.[pic]
D. [pic]
E. дұрыс жауап жоқ
$$$ 17
Нүктелік заряд өрісінің кернеулігі:
A.[pic]
B.[pic]
С.[pic]
D.[pic]
E.Жауабы жоқ
$$$ 18
Төменгі өрнектердің қайсысы Ом заңына дифференциалды түрде жазылуына
сәйкес:
A.[pic]
B.[pic]
C.[pic]
D.[pic]
E.[pic]
$$$ 19
Өрнектердің қайсысы өткізгіш кедергісін сипаттайды:
A.[pic]
B.[pic]
C.[pic]
D.[pic]
E. [pic]
$$$ 20
Берілген детальды органикалық никельдеуде электр тогының қандай әсері
пайдаланылады:
A. Химиялық
B. Дыбыстық
C. Жарық
D. Жылулық
E. Магниттік
$$$21
Егер де ток көзінің ЭҚК 4В болса, бөгде күштер 5Кл заряд бөлу үшін қандай
жұмыс атқарады
A. 20 Дж
B. 2 Дж
C. 1,25 Дж
D. 40 Дж
E. 0 Дж
$$$ 22
Донорлық қоспасы бар шала өткізгіш материалда қандай типті ток өткізгіштік
болады
A. Электронды
B. Кемтіктік
C. Элкртонды және кемтіктік
D. Иондық
E. Мұндай материалдар ток өткізбейді
$$$ 23
Төмендегі келтірілген анықтамалардың қайсысы электр тогы ұғымына сәйкес
A. Бөлшектердің бағытталған қозғалысы
B. Бөлшектердің хаосты қозғалысы
C. Бөлшектердің салыстырма орын ауыстыруының өзгерісі
D. Зарядталған бөлшектердің реттеліп бағытталған қозғалысы
E. Электр өрісінің зарядталған бөлшектерге кез-келген әсері
$$$ 24
Сегіз параллел қосылған кедергілерден тұратын тізбек бөлігінің жалпы
кедергісін тап, егер олардың біреуінің кедергісі 2 Ом болса
A. 16 Ом
B. 2 Ом
C. 4 Ом
D. 0,25 Ом
E. 0,5 Ом
$$$ 25
Электр тізбегінің бөлігінде бес резистор тізбектей қосылған, әрбір
резистордің кедергісі 0,5 Ом. Жалпы кедергі қандай болады
A. 0,1 Ом
B. 0,25 Ом
C. 0,5 Ом
D. 2,5 Ом
E. 10 Ом
$$$ 26
Төмендегі келтірілген өрнектердің қайсысы Джоуль-Ленц заңының математикалық
өрнегі болады:
А.[pic][pic]
В.[pic]
С.[pic]
D.[pic]
Е.Дұрыс жауабы жоқ
$$$ 27
Әрбіреуі 12 Ом болатын параллель қосылған үш кедергілерден тұратын тізбек
бөлігінің жалпы кедергісін тап:
A. 12 Ом
B. 6 Ом
C. 4 Ом
D. 2 Ом
E. 36 Ом
$$$ 28
ЭҚК 10 В болатын ток көзінде бөгде күштер қандай зарядты бөліп шығарады,
бөгде күштер жұмысы 20 Дж:
A. 0,2 Кл
B. 2 Кл
C. 0,5 Кл
D. 11 Кл
E. Бөгде күштер зарядты қозғалысқа келтіреді
$$$ 29
Жоғарғы кернеудегі ток өтіп тұрған өткізгіш айналасында қандай типті разряд
болады:
A. Ұшқын
B. Солғын
C. Тәжілі
D. Доғалық
E. Көрсетілген жағдай разряд болмайды
$$$ 30
Р-типті шалаөткізгішті шығарып алу үшін германиға қандай элемент қосу
керек:
A. Кремний (4 топ)
B. Индий (3 топ)
C. Мышьяк (5 топ)
D. Фосфор (5 топ)
E. Олово (4 топ)
$$$ 31
Металдардың меншікті кедергісінің температураға тәуелділігінің
математикалық формуласы:
А.[pic]
В.[pic]
С.[pic][pic]
Д.[pic]
Е.Бұл байланыс формуламен берілмейді.
$$$ 32
Термоэлектрондық эмиссия құбылысының мағынасы:
A. Металдарды қыздыруда
B. Металдарды қыздырған кезде электрондардың энергиясы артады
C. Металдарды қыздырған кезде электрондардың бөлініп шығуы
D. Металдардың контактысы кезінде потенциалдар айырмасының пайда болуы
E. Металдарды қыздырған кезде кедергісінің артуы
$$$ 33
Өткізгіштің көлденең қимасынан [pic] заряд [pic] заряд өтетін уақыттың
қатынасымен анықталатын қандай физикалық шама:
A. Ток күші
B. Кернеу
C. Электр кедергісі
D. Меншікті электр кедергісі
E. Электр қозғаушы күш
$$$ 34
Қандай физикалық шама бөгде күштің заряды орын ауыстырғандағы жұмысының сол
заряд шамасының қатынасымен анықталады:
A. Ток күші
B. Кернеу
C. Электр кедергісі
D. Меншікті электр кедергісі
E. Электр қозғаушы күш
$$$ 35
Металдар мен шалаөткізгіштердің кедергісі температура жоғарылаған сайын
қалай өзгереді:
A. Металдар мен шалаөткізгіштерде артады
B. Металдар мен шалаөткізгіштерде кемиді
C. Металдарда артады, ал шалаөткізгіштерде кемиді
D. Металдарда кемиді, ал шалаөткізгіштерде артады
E. Екеуінде де өзгермейді
$$$ 36
Электр тогын өткізетін төрт түрлі өткізгіш белгілі:
1- металдар, 2- шалаөткізгіштер, 3- ерітінділер ( электролиттер), 4-
плазма. Осылардан злектр тогы өткенде қайсысында заттың бөлшектері
тасымалданады.
A. 1,2,3,4
B. 1,2,3
C. 2,3,4
D. 1,3,4
E. 3,4
$$$ 37
Кедергісі 10 Ом, кернеуі 20 В электр тізбегіндегі ток қандай:
A. 2 А
B. 0,5 А
C. 200 А
D. 0,2 А
E. 1 А
$$$ 38
ЭҚК 18В ток көзінің ішкі кедергісі 30 Ом. Осы ток көзіне кедергісі 60 Ом
регистрді қосқанда ток күші қандай болады:
A. 0,6 А
B. 0,3А
C. 0,2А
D. 0,9А
E. 0,4А
$$$ 39
Ұзындығы 100 м, көлденең қимасы 0,2 мм2 сымның электрлік кедергісі қандай
болады. Өткізгішітің меншікті кедергісі 1*10-6 Ом *м:
A. 2*10-5Ом
B. 5*10-4 Ом
C. 0,5Ом
D. 5Ом
E. 500Ом
$$$40
Электр тогының қуатын есептейтін формула
А. [pic]
В. [pic]
С. [pic]
D. [pic]
Е.[pic][pic]
$$$41
ЭҚК 18В ток көзінің ішкі кедергісі 30 Ом. Осы ток көзінің кедергісі 60 Ом
регисторды қосқанда ток күші қандай болады.
A. 0,6А
B. 0,3А
C. 0,2А
D. 0,9А
E. 0,4А
$$$ 42
Эрстед тәжірибесінде не байқалады:
A. Екі өткізгіш бір-біріне әсер етеді
B. Тогы бар өткізгіш электр зарядына әсер етеді
C. Магнит тілі зарядталған өткізгішке жақын орналасқан, бұрылады
D. Тогы бар өткізгішке жақын орналасқан магнит стрелкасы бұрылады
E. Магнитке жақын орналасқан магнит стрелкасы бұрылады.
$$$ 43
Индуктивтілігі 1 Гн катушкада ток күші 1А дейін 2А дейін көбейсе магнит
ағыны қалай өзгереді
A. 1 Вб-ға артады
B. 2 Вб-ға кемиді
C. 2 Вб-ға артады
D. 1 Вб-ға кемиді
E. өзгермейді
$$$44
Тогы бар өткізгіш 3Вб магнит ағынды өткен кезде 12 Дж жұмыс атқарады.
Өткізгіштегі токтың мәні қандай
A. 3А
B. 4А
C. 0,25А
D. 5А
E. 36А
$$$ 45
[pic] векторлардың бағыттарына қарай магнит өрісінде теріс зарядталған
бөлшектің қозғалыс бағытын анықтаңдар
[pic]
[pic]
A. солға
B. оңға
C. жоғары
D. бақылаушыдан
E. бақылаушыға
$$$ 46
Парамагниттердің магниттік өтімділігі.....:
A. Бірден кіші
B. Бірден кіші немесе тең
C. Бірден үлкен
D. Бірден көп есе үлкен
E. Бірден кіші немесе үлкен шама бола алады.
$$$ 47
Біртекті магнит өрісте зарядталған бөлшектің айналу периоды оның массасына
қалай тәуелді
A. Тура пропорционал
B. Кері пропорционал
C. Тәуелді емес
D. Массасының квадраттарына тура пропорционал
E. Барлығы бөлшектің зарядына тәуелді
$$$ 48
Скин эффект байқалады, егерде өткізгіш арқылы ток жүрсе....:
A. Тұрақты немесе айнымалы
B. өте тез айнымалы
C. кез-келген күш арқылы бірақ мына шарт орындалса өткізгіштің көлденең
қимасы көп болса
D. Және өткізгіш осы жағдайда сыртқы магнит өрісінде орналасқан
E. Және оған айнымалы сыртқы магнит өрісімен әсер еткенде
$$$49
Ферромагнитті Кюри температурасына дейін қыздырсақ....:
A. Балқып кетеді
B. Магнит қасиетін жоғалтады
C. Парамагнитке айналады
D. Диамагнитке айналады
E. Ферромагниттердің магнит қасиеттері температураға тәуелді емес
$$$ 50
Эйнштейн-де-Газ тәжірибесінде затты қайталап магниттеуде неліктен айнымалы
сыртқы өріс пайдаланылады
A. Сыналатын заттың айнымалы тербелістерін көбейту мақсатында
B. Сыналатын магниттеу үшін
C. Сыналатын заттың катушканың магнит өрісімен көбірек әсерлесу
мақсатында
D. Сыналатын заттың магнит векторының бағытын өзгерту мақсатында
E. Мұндайды тәжірибеде пайдаланбайды
$$$ 51
Атомдармен электрондардың магнит моментімен механикалық моментінің
арасындағы байланысты жүргізген мына тәжірибелер тағайындалады
A. Толмен және Стюартпен
B. Столетовтың
C. Эйнштэйн де Газа, Барнетпен
D. Кавендиш
E. Механикалық моментпен магниттік арасындағы байланыс жоқ
$$$ 52
Орбитаның радиусы 2*10-10м болса, электрон қандай жылдамдықпен айналады?
Орбитальды магниттік момент 6,4*10-23А*м2
A. 2*106м/с
B. 3*106м/с
C. 4*106м/с
D. 5*103м/с
E. дұрыс дауап жоқ
$$$ 53
Кедергіге өткізгіштік ток ығысу тогымен толықтырылады, егерде тізбек
мынандай болса:
A. Тізбектей қосылған кедергілер және конденсатор
B. Паралель қосылған кедергілер жіне конденсаторлар
C. Тізбектей қосылған кедергілер және айнымалы ток көзі
D. Айнымалы және тұрақты ток көздері болса
E. Физикада «ығысу тогы» деген жұмыс жоқ
$$$ 54
Максвел теңдеулерінің жүйелерінде Фарадейдің электромагниттік индукция
заңының өрнегі қайсысы:
A.rot[pic][pic]
В.div[pic].
С.div[pic]
Д.rot[pic]
Е.Дұрыс жауабы жоқ
$$$ 55
Айнымалы ток жиілігі қандай болады, егерде сиымдылығы 2мФ конденсатордың
кедергісі 118 Ом болса:
A. 0,5Гц
B. 0,25Гц
C. 2,49Гц
D. 50Гц
E. Д.Ж.Ж.
$$$ 56
Магниттік гистерезис құбылысы тек .... тән
A. Парамагниттер үшін
B. Парамагниттік пен феромагниттерге
C. Тек диамагнитке
D. әртүрлі феромагниттерге
E. әр түрлі магнетиктерге
$$$ 57
Төменде көрсетілген өрнектердің қайсысы Био-Савер-Лаплас заңының
математикалық түрі болады
А.[pic]
В.d[pic]
С.[pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 58
Соленоидтағы орам саны 100, одан өтетін ток 10А, мелоноид ұзындығы 15,7 см,
осы соленоид осіндегі магнит ин.дукциясын анықтаңдар
A. 2мТл
B. 4мТл
C. 8мТл
D. 3,14*10-4Тл
E. 6,28*10-5Тл
$$$ 59
Шексіз ұзын түзу өткізгіш ауада орналасқан. Одан өтетін ток 10А. осы
өткізгіштен 20 см жердегі магнит өрісінің магнит интукциясы қандай болады:
A. 10-2Тл
B. 10-3Тл
C. 10-4Тл
D. 10-5Тл
E. (А-Д) жауаптарының арасында дұрысы жоқ
$$$ 60
4 А ток бар өткізгіш 205В магнит ағынын қиып өткенде қандай жұмыс
орындалады
A. 1Дж
B. 1,6Дж
C. 10Дж
D. 0,62Дж
E. жауаптардың арачында дұрысы жоқ
$$$ 61
Ферромагниттердің салыстырмалы магниттік өтімділігі қандай:
A. бірден кіші
B. бірден кіші немесе бірден үлкен
C. бірден артық
D. бірден көп артық
E. кез-келген мәнді болуы мүмкін
$$$ 62
Фарадей тәжірибесіндегі гальванометрге қосылған катушкаға түзу магнитті
алдымен баяу өткізіп, содан кейін жылдамырақ енгізсе гальванометрдің
көрсетуі қалай өзгереді:
A. Өзгеріс болмайды
B. Гальванометрдің көрсетуі кемиді
C. Гальванометрдің көрсетуі артады
D. Гальванометрдің стрелкасы қарама-қарсы бағытқа ауытқиды
E. Барлығы магниттің магниттелуімен анықталады
$$$ 63
Оң зарядты магнит стрелкасына жақындағанда оның магнит стрелкасына әсері
қандай болады
A. Өзара әсері болмайды
B. Аттас зарядталған денелер бір-бірінен тебіледі
C. әр аттас зарядтар пайда болу салдарынан ол денелер бір-біріне
тартылады
D. Денелер тарылады электр және магнит өрістерінің әсерінен
E. Дұрыс жауап жоқ
$$$ 64
Айнымалы токты тұрақты токпен салыстыру негізіне не алынады
A. Токтың максимум мәні
B. Токтың минимум мәні
C. Токтың орта мәні
D. Токтың жылулық әсері
E. Токтың магниттік әсері
$$$ 65
Егерде катушкадағы токты және ұзындығын бір мезгілде екі есе арттырса, онда
катушканың ішіндегі магнит ағыны қалай өзгереді
A. 2 есе артады
B. 4 есе артады
C. 2 есе кемиді
D. 4 есе азаяды
E. өзгермейді
$$$ 66
Магнит индукциясы 0,1 Тл біртекті магнит өрісінде бір валентті ион
1,92*106м/с қозғалады. Егерде ол радиусы 10 см шеңбер сызық қалса, оның
массасы қандай болады
A. 9,1*10-31кг
B. 1,67*10-27кг
C. 6,65*10-27кг
D. 3,34*10-27кг
E. 0,833*10-27кг
$$$ 67
Катушканың индуктивтігі 0,2 Гн егер ток катушкадан бірқалыпты 2 сек ішінде
5 А ден 1А дейін өзгергенде өздік индукция ЭҚК неге тең болады
A. 0,1В
B. 0,4В
C. 0,5В
D. 2В
E. 2,5В
$$$ 68
Максвелл теңдеулерінің жүйесінде Фарадейдің электромагниттік индукция
заңының математикалық өрнегі
A. div[pic] [pic]
В. rot[pic]
С. rot[pic]
Д. div[pic]
Е.Дұрыс жауабы жоқ
$$$ 69
Максвелдің теңдеулерінің жүйесінде толық ток заңының математикалық өрнегі
A. div[pic] [pic]
В. rot[pic]
С. rot[pic]
Д. div[pic]
Е.Дұрыс жауабы жоқ
$$$ 70
Төменде келтірілген формулалардың қайсысы арқылы электр және магнит
өрісінде қозғалыс заряды әсер ететін күш есептеуге болады
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 71
Заряды 1,6*10-19 Кл бөлшек, біртекті магнит өрісінде 10км/с жылдамдықпен
магнит өрісінің күш сызықтарына 300 бұрыш жасай қозғалады. Өрістің магнит
индукцисы 2 Тл. Магнит өрісінің бөлшекке қандай күшпен әср етеді:
A. [pic]
B. [pic]
C. [pic]
D. [pic]
E. [pic]
$$$ 72
Ұзындығы 20см, 10 А тогы бар өткізгіш біртекті магнит өрісінде магнит
индукция векторларыныа перпендикуляр орналасқан. Егер В=4Тл болса магнит
өрісінің оған әсер күшін анықтаңдар
A. 0 Н
B. 800 Н
C. 8 Н
D. 2 Н
E. 200 Н
$$$ 73
Бір жаққа бағытталған екі параллель токтың өзара тартылуын қалай түсінуге
болады
A. Электр зарядтарының электростатикалық өзара әсерімен
B. Бір электр тогының магнит өрісінің екінші электр тогына әсерімен
C. Екі электр тогының магнит өрісінің өзара әсерімен
D. Екі электр токтарының тікелей өзара әсерімен
E. Бір электр тогының шығаратын электромагниттік толқынның токқа
әсерімен
$$$ 74
2 А ток контурда 4 Вб магнит ағыныны тудырады? Контурдың индуктивтілігі:
A. 2Гн
B. 0,5Гн
C. 8Гн
D. 1Гн
E. 16Гн
$$$ 75
Айнымалы токтың әсерлік кернеуі 220В. Кернеудің тербеліс жиілігі 50 Гц.
Тізбектің осы бөлігінде кернеудің тербеліс амплитудасы неге тең
A. 220 В
B. 4,4 В
C. 440 В
D. [pic]
E. [pic]
-----------------------
ө-
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