Электростатика
жүктеу/скачать 9,12 Mb.
|
Электр и магнетизм Лекция
- Бұл бет үшін навигация:
- 2 Лекция. ЭЛЕКТРОСТАТИКАЛЫҚ ӨРІСТЕГІ ӨТКІЗГІШТЕР
- Өткізгіштердің электр сыйымдылығы Конденсаторлар. Жазық, сфералық және цилиндр тәріздес конденсаторлар. Конденсаторлардың өзара байланысы
- Зарядтардың өткізгіште орналасуы. Өткізгіштің бетіндегі электр өрісі және оның зарядтардың беттік тығыздығымен байланысы. Әсерлесу арқылы электрлену. Электростатикалық қорғау .
| Бақылау сұрақтары
Зарядтың сақталу заңының физикалық мағанасын не? Кулон заңын жазыңдар және түсіндіріңдер ? Электростатикалық өріс деп қандай өрісті айтады? Электростатикалық өрістің кернеулігі дегеніміз не? Кернеулік векторының бағыты қандай? Вакуумдағы электростатикалық өріс үшін Остроградский-Гаусс теоремасының физикалық мағанасын айтыңдар. Электростатикалық өрістің потенциалдылығын қалай дәлелдеуге болады? Кернеулік векторының циркуляциясы дегеніміз не? №2 Лекция. ЭЛЕКТРОСТАТИКАЛЫҚ ӨРІСТЕГІ ӨТКІЗГІШТЕР Зарядтардың өткізгіште орналасуы. Өткізгіштің бетіндегі электр өрісі және оның зарядтардың беттік тығыздығымен байланысы.Әсерлесу арқылы электрлену. Электростатикалық қорғау Өткізгіштердің электр сыйымдылығы Конденсаторлар. Жазық, сфералық және цилиндр тәріздес конденсаторлар. Конденсаторлардың өзара байланысы Зарядтардың өткізгіште орналасуы. Өткізгіштің бетіндегі электр өрісі және оның зарядтардың беттік тығыздығымен байланысы. Әсерлесу арқылы электрлену. Электростатикалық қорғау. Егер электростатикалық өріске бір өткізгішті ендірсек немесе өткізгішке аздаған заряд берсек, онда электрлік күштердің әсерінен осы зарядтар орын ауыстыра бастайды. Сөйтіп зарядтар тепе-тең болып бөлінгенге дейін, өткізгіштер қозғалыста болады. Осы кезде өткізгіш ішінің барлық жеріндегі өріс кернеулігі нөлге тең болады , себебі, өткізгіш ішіндегі потенциалдар тұрақты болу керек. Сонымен қатар өткізгіш бетінің әрбір нүктесіндегі epic кернеулігі бетке нормаль бойымен бағытталады. Демек, тепе-тендік жағдайда өткізгіштің беті эквипотенциал болады. Тепе-теңдік кезінде өткізгіш ішіндегі кез келген нүктеде өріс болмағандықтан, бет арқылы электрлік зарядтардың ығысу векторының ағыны нөлге тең болады. Ол зарядтардың алгебралық қосындысы да Остроградский-Гаусс теореясына сәйкес нөлге тең. Олай болса, тепе-теңдік кезінде өткізгіш ішіндегі ешбір жерде артық заряд болуы мүмкін емес, сөйтіп зарядтар өткізгіштің бетінде белгілі бір тығыздықпен () орналасуы керек. Жалпы өткізгіштің берілген потенциалында зарядтардың тығыздығы беттің қисықтығымен анықталады. Ол қисықтың оң болғанда (дөңес) тығыздық артады да, теріс болғанда (ойыс) кемиді. Зарядтардың тығыздығы, әсіресе сүйір ұштарда көп болады. Зарядталмаған өткізгішті электр өрісіне енгізгенде заряд тасушылар қозғалысқа келе бастап, оң зарядтар вектордың бағытымен, ал теріс зарядтар қарама-қарсы бағытта қозғала бастайды. Осының нәтижесінде өткізгіштің ұштарында индукцияланған зарядтар деп аталатын қарама-қарсы таңбалы зарядтар пайда болады. Сөйтіп индукцияланған зарядтар өткізгіштің сыртқы бетіне бөлініп таралады. Егер өткізгіштің іші қуыс болса, онда индукцияланған зарядтардың тепе-теңдігі кезінде оның ішіндегі өріс нөлге тең болады. Сондықтан да денедегі сүйір ұштың болуы одан зарядтың кетуін ғана туғызып қоймай, сондай-ақ басқа денелерден өткізгішке зарядтардың ағып келуін туғызады. Егер өткізгішке бір заряды берілсе, онда ол өткізгіштің ішіндегі өріс кернеулігі болатындай таралады. Сондай-ақ өткізгіштегі зарядтың артуы қоршаған денелердегі зарядтардың бөлініп таралуына өзгеріс туғызбаған жағдайда ғана орындалады. Сөйтіп, шамалары әр түрлі зарядтар басқа денелерден оңашаланған өткізгіште осы тәртіппен тарайды. Сонда өткізгіш бетінің кез келген екі нүктесіндегі заряд тығыздықтарының қатынасы зарядтың кез келген шамасы үшін бірдей болады. Бұдан оқшауланған өткізгіштің потенциялы ондағы бар зарядқа пропорционал болатынын көруге болады. Мысалы, өткізгіштегі зарядты қанша есе арттырсақ, онда өрістің әрбір нүктесіндегі кернеулігінің де сонша есеге артатынын байқаймыз. Олай болса, бірлік зарядты шексіздіктен өткізгіштің бетіне алып келу үшін істелген жұмыс және оның потенциялы еселеп артады. Сонымен, оқшауланған өткізгіш үшін: (1) мұндағы пропорционалдық коэфициент С өткізгіштердің электр сыйымдылығы деп аталады, ол (2) Сонымен, сыйымдылық сан жағынан өткізгіштің потенциалын бір өлшемге арттыруға қажетті зарядқа тең екен. Өткізгіштің сыйымдылығы оның пішіні мен өлшеміне тәуелді де бірақ өткізгіштің тегіне тәуелсіз. Мұны зарядтардың көпшілігі негізінен өткізгіштің сыртқы беттеріне орналасуынан деп түсінуге болады. Сыйымдылықтың өлшем бірлігіне өткізгішке 1Кл-ға тең заряд бергенде оның потенциялы 1В-ке өзгеретін өткізгіштің сыйымдылығы алынады. Сыйымдылықтың бұл өлшемі фарада (Ф) деп аталады. Енді радиус оқшауланған шардың сыйымдылығын анықтайық. Ол үшін шар диэлектрлік өтімділігі біртекті өрісті болсын, сонда оның потенциалы: (3) Осы өрнекті (2) формулаға қойып, шардың сыйымдылығын табайық: (4) Сонда шардың радиусы болар еді немесе м. Ал бұл шама Жердің радиусынан 1500 есе үлкен өлшеммен сыйымдылықты өлшеу мүмкін емес. Сондықтан практикада оның үлестеріне тең мынадай өлшемдер қолданылады: (микрофарад) 1мкФФ, (нанофарад) 1нФФ, (пикофарад) 1пФФ және т.б. өлшемдер. жүктеу/скачать 9,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|