Электростатика
Электр қозғаушы күші бар және тұйық тізбек үшін Ом заңы
жүктеу/скачать 9,11 Mb.
|
Электр и магнетизм Лекция (2)
- Бұл бет үшін навигация:
- Ом заңының жалпы түрі
- Тармақталған тізбектер. Кирхгоф ережелері.
| Электр қозғаушы күші бар және тұйық тізбек үшін Ом заңы. Табиғаты электрлік емес күштер (бөгде күштер) қатысатын біртекті емес 1-2 тізбек бөлігін қарастырамыз.
ε12 арқылы 1-2 бөліктегі э.қ.к.-ті; бөліктің ұштарына түсірілген потенциалдар айырымын- ∆φ= φ1 – φ2 арқылы белгілейміз. q0 орын ауыстырғанда күштің жасайтын жұмысы: A12 = q0 ε12+ q0 ∆φ Э.қ.к. ε12 I ток күші сияқты скалярлық шама болып табылады. Егер э.қ.к. таңдап алған бағытта оң таңбалы зарядтардың қозғалысына мүмкіндік туғызса, онда ε12>0, егер мүмкіндік туғызбаса , онда ε<0. t уақыт өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері: Q=I2 Rt=IR(It)=IRq0 Осыдан бір текті емес тізбектің бөлігі үшін интегралдық түрдегі Ом заңы шығады, бұл Ом заңының жалпы түрі болып табылады. IR = φ1- φ2+ ε12 немесе (24) Дербес жағдайларда. Егер берілген тізбектің бөлігінде ток көздері болмаса, онда біртекті тізбек бөлігі үшін Ом заңышығады: 2) Егер тізбек тұйықталған болса, (∆φ=0), онда тұйық тізбек үшін Ом заңы шығады. Мұндағы ε –тізбектегі әсер ететін э.қ.к., R-барлық тізбектің қосынды кедергісі, Rсыр –сыртқы тізбектің кедергісі, rішкі –ток көзінің ішкі кедергісі. 3) Егер тізбек ажыраған болса, онда I= 0 және ε12=φ2- φ1 , яғни ажыраған тізбектегі әсер ететін э.қ.к. оның ұштарындағы потенциалдар айырымына тең. 4) Қысқа тұйықталу жағдайында сыртқы тізбектің кедергісі Rсырт= 0 және бұл жағдайда ток күші тек ток көзінің ішкі кедергісімен шектеледі. Тармақталған тізбектер. Кирхгоф ережелері. Бiз қарастырған Ом заңдары тек қарапайым электр тiзбегiн есептеу үшiн ғана жарамды. Ал күрделi тiзбектегi токты анықтау керек болса, онда жалпыланған зандылықтар болуы қажет. Сондықтан осындай зандылықтың түpiнe заряд пен энергияның сакталу заңының салдары ретiнде нeмic физигi Кирхгоф (1824-1887) ашқан заңдар немесе ережелер жатады. 4-сурет Кирхгофтың бiрiншi ережесi түйiндерге қатысты оған келетiн ток пен одан шығатын ток арасындағы байланысты қарастырады. Тармақталған тiзбек деп аталатын тiзбекте түйiндер үштен кем емес өткiзгiштер тоғысатын кез келген нүктeнi атайды. Бiз тұрақты токты қарастырғандықтанда, түйiнге қанша заряд ағып келсе, сонша ағып кетуі керек. Егер түйiнге кіретін токтарды оң, ал шығатын токтарды теріс деп есептесек, онда мынадай ереженi айтуға болады: түйiнде тоғысытан ток күштерiнiң алгебралык қосындысы нөлге тең. (4-сурет): Жалпы түрде (25) Мұны былайша түсінуге болады. Егер түйiндегi токтардың алгебралық қосындысы нөлден өзгеше болса, түйiнде зарядтар көбейiп не азайып кетер едi де, бұл өз кезегiнде түйiндегi потенциалдың және тiзбектен ағатын токтың өзгеруiне әкеп соғар едi. Кирхгофтың екiншi ережесi тармақталған тiзбек үшiн жалпыланған Ом заңы арқылы алынады. Үш бөліктен тұратын контурды қарастырамы (5-cурет). Сағат тілі бойынша алынған айналу бағытын оң деп аламыз, айтып өтейік бұл бағытты қалауымызша таңдауға болады. Осы айналу бағытына сәйкес токтар оң, ал сәйкес еместері теріс деп есептеледі. Айналу бағытына сәйкес ток тудыратын ток көздері оң, керісінше болса теріс болады. Әр бөлікке Ом заңын қолданып былай жазуға болады: I1 R1 = φА- φВ+ ε1, -I2 R2 = φВ- φС- ε2, I3 R3 = φС- φА+ ε3. Бұл теңдеулерді мүшелеп қосып, мынаны аламыз: I1 R1-I2 R2+ I3 R3 = ε1- ε2+ ε3. Сонымен Кирхгофтың екiншi ережесi бойынша тармақталған электр тізбегіндегі кез келген тұйық контур үшiн э.қ.к-нiң алгебралық қосындысы ток күштердің, кeдepгіге көбейтіндісінің алгебралық қосындысына тең. . (26) Кирхгофтың бiрiншi және екiншi ережелерiне сәйкес құрылған тәуелсiз теңдеулердiң саны тармакталған тізбектерден өтeтін әр түрлi токтардың санына тең болады. Сондықтан э.қ.к.-і және барлық тармақталған бөлiктердiң кедергiлерi берiлсе, онда барлық токты есептеуге болады. 5-cурет жүктеу/скачать 9,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|