Лекциялар жинағы Физика 1 бөлімі бойынша 050704 мамандығының қазақ бөлімінде сырттай оқитын студенттерге арналған Өскемен 2009

 ^Ii

i
 0 _.

Кирхгофтың екінші ережесі: тармақталған тізбектің кез келген тұйықталған контуры үшін ток күштерінің сол контурдың тиісті бөліктерінің кедергілеріне көбейтінділерінің алгебралық қосындысы осы контурдағы э.қ.к.-дің алгебралық қосындысына тең:

 ^I i ^Ri

i

^ ^k ^.

k

Теңдеулерді құрастырған кезде токтар мен э.қ.к.-тердің таңбаларын контурды айналып өтудің таңдап алынған бағытына сәйкес алу керек. Бағыты контурды айналу бағытымен бірдей болатын ток үшін IR көбейтіндісі оң, контурды айналу бағытында әсер ететін э.қ.к. оң деп саналады.

Шунт – белгілі бір амперметрдің

I_а өлшеу шегінен асатын I ток күшін

өлшеу мақсатымен амперметрге параллель жалғанатын

R_ш кедергісі.

I  I

R_а

• 
  
  R_ш 
  

R
,

a

ш

мұндағы

R_а - амперметрдің ішкі кедергісі.

^R₁ белгісіз кедергіні дәл өлшеу үшін, әдетте Уитстон көпірі қолданылады.

Белгілі

R₂ ,

R₃ және

R₄ кедергілерінің мәндерін өзгерте отырып, гальванометр

арқылы өтетін токтың мәні нольге тең болуына қол жеткізеді ( I_G
 0 ). Сонда

R_{1 } R₄
, немесе

_{R } R₂ R_{4 .}

R

1
^R2 ^R3 3

Бір-бірімен тізбектей жалғанған n ток көздерінен тұратын батареяның э.қ.к.-і және ішкі кедергісі мынаған тең

n
  __{i ,}

i1

r  _ r_{i .}

n

i1

Бір-бірімен параллель жалғанған n ток көздерінен тұратын батареяның э.қ.к.-і және ішкі кедергісі төмендегі өрнектердің көмегімен анықталады:

A  UIt  I
Сонда тұрақты токтың қуаты:

² Rt  ^U t _.

2
R

P  UI
 I ² R  ^U _.

2
R

Тыныштық күйдегі металл өткізгіш арқылы өткен кезде токтың атқаратын барлық жұмысы тек өткізгішті қыздыруға ғана жұмсалынады да, энергияның сақталу заңы бойынша

A  Q
Сонымен, өткізгіштегі бөлінетін жылу мөлшері төмендегідей болады:

Q  UIt  I

² Rt  ^U t _.

2
R

Джоуль-Ленц заңын өрнектейтін бұл қатынастарды алғаш рет эксперименталды түрде бір–бірінен тәуелсіз Дж. Джоуль және Э.Х. Ленц анықтаған.

0. 
   
   Металдағы, вакуумдағы және газдағы электр тогы.
   

Алғаш рет жоғары дәлдікпен электронның зарядын 1909 ж. американдық физик Р. Милликен анықтаған. Электр заряды өзгерісінің дискреттік сипатын Милликен тәжірибе жүзінде анықтап, элемен-тар зарядтың бар екендігін растады. Пульверизатордың көмегімен майдың ұсақ тамшылары горизонталь орналасқан конденсатор пластиналарының арасындағы кеңістікке шашыратылады.

Конденсатордағы кернеудің таңбасы мен шамасын реттеу арқылы шашырау кезінде электрленген тамшыларды қозғалмайтындай етіп ұстап тұруға болады.

Тепе–теңдік күйдің орнықталу шарты

⁴ r ³   

₃ 0
g  q ^U _,

d

мұндағы ^ - майдың тығыздығы,

^r - тамшының радиусы.

^₀ - ауа тығыздығы, ^q - тамшының заряды,

Тәжірибеде алдымен тамшының шашыраған кезде иеленетін заряды анықталған. Одан кейін конденсатордағы ауаны рентген сәулелерінің әсерімен иондаған. Иондар тамшының бетіне қонғандықтан, оның заряды өзгереді де q₁ , q₂ ... мәнге ие болады.
Заряд өзгерісінің мәндерін өлшеген кезде олар үнемі электрон зарядына тең

e =1,60∙10^-19 Кл шамаға бүтін еселі болып шықты.

Металдардағы ток тасушылар еркін электрондар болып табылады. 1913 жылы орыс физиктері С.Л. Мандельштам және Н.Д. Папалексидің ұсынылған идеясы бойынша жүргізілген электрондар инерциясымен байланысты тәжірибелерде металдардағы токтың табиғаты электрондық екені әбден дәлелденді. Американдық физик Р. Толмен және шотландық физик Б. Стюарт өз тәжірибелерінде сандық нәтижелерді алды. Тәжірибелер келесі түсініктерге негізделген. Егер металда зарядталған жылжымалы бөлшектер бар болса, онда металл өткізгішті кенет тоқтатқан кезде олар біраз уақыт инерция бойынша қозғалады. Соның нәтижесінде өткізгіште электр тогы пайда болады. Осы токтың бағыты арқылы ток тасушысының таңбасын анықтауға болады, ал өткізгіштің кедергісі мен өлшемдерін біле тұра және тізбек арқылы өткен

зарядты өлшеп, тасушылардың

^e меншікті зарядын есептеуге болады.

m

Тәжірибелерде металдардағы ток тасушыларының теріс зарядқа ие екенін, ал

олардың меншікті зарядының мәні электронның анықталды.

^e -не өте жақын екені

m

Еркін электрондар туралы түсініктерге сүйене отырып, неміс физигі П.
Друде металдардың классикалық электрондық теориясын құрды, кейін оны голланд физигі Х. Лоренц жетілдірді. Бұл теория өткізгіштік электрондарының тәртібі идеал газ молекулаларының тәртібіне ұқсас деген болжамға негізделген. Өздерінің қозғалысы кезінде өткізгіштік электрондары кристалл торының түйіндерінде орналасқан иондармен соқтығысады, нәтижесінде электрондық газ бен тордың арасында термодинамикалық тепе-теңдік орнықталады.
Классикалық электрондық теорияның көмегімен металдардағы электр кедергісінің пайда болуын, Ом және Джоуль-Ленц заңдарын жақсы түсіндіруге болады.

жүктеу/скачать 460,62 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: