1 билет Кинематика элементтері. Материалдық нүкте және оның орны. Треактория, жол, орын ауыстыру векторы, жылдамдық және үдеу
жүктеу/скачать 4,58 Mb.
|
физ сессия
- Бұл бет үшін навигация:
- кернеулік векторьшың ағыны
- электрлік ығысу
| Электрлік диполь деп шамалары жағынан тең, жүйе өрісі анықталатын нүктеге қарағанда ара қашықтығы едәуір аз әр аттас екі нүктелік зарядтан құралған жүйені айтады. Зарядтар арқылы жүргізілетін түзу диполь осі деп аталады. Дипольдер осі бойынша теріс зарядтан оң зарядқа қарай бағытталған және зарядтардың ара қашықтығы тең вектор диполь иіні деп аталады. Диполь моментінің бағыты диполь иінінің бағытымен бағыттас болады (2 - сурет).
2-сурет Диполь өрісінің кернеулігі: мұнда Р – диполь моменті. Электр өрісі кернеулігін графикпен кескіндеу үшін, өрістің әр нүктесі арқылы, осы нүктедегі электр өрісі кернеулігінің шамасы мен бағытын көрсететін стрелка жүргізсе болар еді, бірак өрісті бұлай кескіндеу тиімсіз, өйткені стрелкалар бір-бірімен кабатта- сып, түсініксіз суреттер берер еді. Сондықтан ағылшын ғалымы Фарадей өрісті сызықтармеи кескіндеуді ұсынды. Ол сызықтардың әр нүктесіндегі жанамалар, сол нүктедегі өрістің кернеулігі векторымен дәл келетін болу керек. Мұндай сызықтар өрістін күш сызықтары деп немесе кернеулік сызыктары деп аталады (3-сурет). 3-сурет Күш сызықтары оң зарядтардан басталып, теріс зарядтарда немесе шексіздікте аякталады деи ұйғарылған (4, а, б-суреттер). Кернеулік күш сызықтарынық өрісте орналасу коюлығына карап, өріс кернеулігінің шамасын да сипаттауға болады. 4-сурет Нүктелік зарядтын сызықтары, егер заряд оң болса зарядтан шығатын, егер теріс болса зарядка қарай радиус бойымен бағытталған радиал түзулердің жиынтығы екендігі айкын. Енді шамалары бірдей әр аттас зарядталған (а) және аттас (б) екі нүктелік заряд өрістері 4-суретте.кескінделген. Біртекті өpic — электр өрісінің ең қарапайым, бірақ, іс жүзінде жиі кездесетін өте маңызды түрі. Электр өрісін графикпен кескіндеу өте көрнекі болғандыктан, мұндай әдіс көбінесе электротехника саласында қолданылады. Кеңістікте орналасқан зарядтар мен оның айналасында пайда болған электр өрісінің кернеулік векторының арасындағы байланыс заңдылығын көрсету үшін кернеулік векторының ағыны деген ұғым енгізіледі. Кернеулік сызықтарының жиілігі кернеулігінің caн мәніне тең болсын. Сонда белгілі бір бетті тесіп өтетін кернеулік сызықтарының жалпы санын сол беттен өтетін кернеулік ағыны немесе өрістін кернеулік ағыны деп атайды. Мысалы, біртекті электр өрісінде S жазык бетті тесіп өтетін кернеулік векторлар ағынын анықтайык (72-сурет). Электр өрісініц күш сызықтары S бетін перпендикуляр (нормаль) бағытта тесіп өтсін, кернеулік сызықтардыц S бетке көбейтіндісі — кернеулік векторьшың ағыны деп аталады, оны Ф әрпімен белгілейді: Өрістің кернеулік сызықтары бір текті емес кез келген тұйық бетті тесіп өтсе, онда векторлық ағын: болады, интегралдау тұйық бет арқылы жүргізіледі. Әр түрлі ортанын шекарасында және диэлектриктерде өтетіи кернеулік векторының өзгерістері электр өрістерін анықтап есептеуде көптегсн қиындықтар туғызады. Осы қиындыктардан құтылу үшіп жаңа векторлық шама ендіруге тура кследі. Оны әрпімен белгілеп, электрлік ығысу векторы немесе электрлік индукция векторы деп атайды. Бұл вектор электр өрісінін. кернеулігі кернеулігімен қарапайым турде байла- нысып, көмекші вектордың ролін атқарады. Электрлік ығысу векторы сан жағынан кернеулік векторы кернеуінің абсолюттік диэлектрлік өтімділікке көбейтіндісіне тең болады: немесе Электр өрісінің кернеулігінің шамасы тең болғандықтан: электрлік ығысу: Кез келген әртекті өрісте белгілі бір S бетті тесіп өтетін электрлік ығысу ағыпы: тең болады. Остроградский – Гаусс теоремасы кез келген тұйық беттен өтетін электрлік ығысу ағынының сол беттің ішіндегі электр зарядының арасындағы байланысты көрсетеді. Егер радиусы шар тәрізді сфераның ортасында нүктелік заряд орналасса, онда осы сфералық бетті тесіп өтетін кернеулік векторының ағыны: Сонымен тұйықталған беттің пішіні қандай болғанымен нүктелік зарядты қоршаған, осы бетті тесіп өтетін векторлар ағыны тең болады. Электр өрісінің суперпозиция принципі бойынша:
немесе
болады. Ендеше ағын Осы формула вакуумдағы электростатикалық өріс үшін Гаусс теоремасы болып табылады. Бұл теорема былайша тұжырымдалады: тұйықталған бет арқылы өтетін электр өрісі көрнеулігінің вектор ағыны осы беттің ішінде қоршалған зарядтардың алгебралық қосандасын - бөлгенге тең. Өріс кернеулігін анықтау үшін, зарядтар белгілі бір жазық бетте орналаса, онда беттік тығыздығы - арқылы: , Ал электр өрісінің кернеулігі: Ал зарядтар радиусы R сфералық бет q зарядпен зарядталса және зарядтар сфералық көлем бойынша орналасса, онда көлемдік тығыздығы: , болады. Сфераның сыртындағы өріс кернеулігі формуласымен анықталады. Ал сфераның ішіндегі өріс кернеулігі Гаусс теоремасы бойынша онда,
болып шығады. жүктеу/скачать 4,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|