Молекулалы кинетикалық теорияның негізгі қағидалары
жүктеу/скачать 0,66 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Айнымалы ток
- Магнит өрісі
| Асқын өткізгіштік деп таза металдардың және бірқатар қоспалардың кедергісінің абсолют нөлге жақын температураларда кенет нөлге дейін төмендеу құбылысын айтады.
Асқын өткізгіштің үлкен практикалық мәні бар. Асқын өткізгіштік күйінде тұйықталған өткізгіштегі ток күші кедергінің болмауы салдарынан шексіз ұзақ уақыт бойы сақталады. 1925 жылы мыс сақинамен жасалған тәжірибеде, тіпті 2,5 жыл өтсе де, сақинадағы ток күшінің ешқандай кемімегені байқалған. Қазіргі таңда Күннің магнит өрісінен он мың есе күшті магнит өрісін беретін өте қуатты асқын өткізгішті электр - магниттер жасалған. Электр тогы металл өткізгіштер арқылы өткенде электрондар бірде нейтраль молекулалармен, бірде электрондарынан айрылған молекулалармен соқтығысады. Қозғалыстағы электрон өзінің кинетикалық энергиясын жоғалта отырып, нейтраль молекуладан жаңа электронды бөліп алады да, жаңа оң ион түзеді, немесе электронынан айрылған молекуламен (оң ионмен) қосылып нейтраль молекула кұрады. Электрондар молекулалармен соқтыққанда энергия жұмсалады, cол энергия жылуға айналады. Кедергіні жеңе отырып жүретін кез келген қозғалыс белгілі энергия жұмсалуын қажет етеді. Мысалы, қайсы бір денені орнынан қозғалту үшін үйкеліс кедергісін жеңу керек. Оған жұмсалатын жұмыс жылуға айналады. Өткізгіштің электр кедергісінің маңызы да үйкеліс кедергісі сияқты болады. Сөйтіп, өткізгіштен ток өткізу үшін ток көзі біраз энергия жұмсайды, cол энергия жылуға айналады. Электр энергиясының жылу энергиясына өтуі Ленц — Джоуль заңымен анықталады. Бұл заңды "Токтың жылулық әсер заңы" деп те атайды. Орыс ғалымы және ағылшын физигі Джоуль бір мезгілде және бір-бірінен тәуелсіз электр тогы өткізгіш арқылы өткенде, өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток квадратына, өткізгіш кедергісіне және токтың өткізгіштен өту мерзіміне тура пропорционал болатындығын анықтады. Бұл ереже Ленц — Джоуль заңы деп аталады. Егер ток әрекеті жасалған жылу мөлшерін Q әрпімен, өткізгіштен өтетін ток күшін I әрпімен, өткізгіш кедергісін R әрпімен және, токтың өткізгіштен ағып өту уақытын t әрпімен белгілесек, онда Ленц — Джоуль заңының өрнегін былай жазуға болады: {\displaystyle Q=I^{2}Rt\,} I=U/R және R=U/t, болғандықтан: Q = UІt = U²t/R. VIII) Айнымалы ток, кең мағынасында — бағыты мен шамасы периодты түрде өзгеріп отыратын электр тогы. Ал техникада айнымалы ток деп ток күші мен кернеудің период ішіндегі орташа мәні нөлге тең болатын периодты ток түсініледі. Айнымалы ток байланыс құрылғыларында (радио, теледидар, телефон т.б.) кеңінен қолданылады. Электр тогының жұмысы Сонымен біз электр тогының бар екенін оның жылулық, химиялық, магниттік және биологиялық әсерлері бойынша білуге болады дедік. Осы әсерлер арқылы электр тогы, нақты айтқанда электр тогының көзі жұмыс жасайды. Мысалы ток өткенде өткізгіш қызады, соның салдарынан олардың ішкі энергиясы өседі. Ал өткізгіштің ішкі энергиясының артуы ток жұмысының есебінен жүреді, осы жқмысты есептейік. Сонда электр өрісі A=qU жұмыс өндіреді. Ток күші I=q/t болғандықтан жұмыс мынаған тең: A=IUt Тізбектің бөлігі үшін Ом заңына сүйеніп Токтың жұмысының өрнегін мына түрде жазуға болады.A=I2 Rt . Тізбектің бөлігіндегі жұмысы ток күшінің кернеуге және жұмыс өндіруге кеткен уақытқа көбейтіндісіне тең. Токтың жұмысы Джоульмен (Дж) өлшенеді. 1Дж = 1A*1B*1c Токтың қуаты- Кез келген электр приборы- электр шамы, электр двигателі т.б. уақыт бірлігінде белгілі бір энергия тұтынуға есептелген. Сондықтан токтың қуаты деген ұғымның маңызы, токтың жұмысы ұғымымен қатар жүреді, яғни бірін- бірі толықтыратын физикалық ұғымдар. Токтың қуаты t уақыттағы ток жұмысының сол уақыт аралығына қатынасына тең шама; P=A/t=IU= I2 R=U2 /R Джоуль- Ленц заңы Егер өткізгіш қозғалмаса, токтың барлық жұмысы өткізгішті қыздыруға жұмсалады. Сол кезде бөлінетін жылу мөлшері мынаған тең болады. Q=A=I2 Rt. Бұл формула Джоуль- Ленц заңын сипаттайды. Өмірмен байланыстыру- өндірісте, тұрмыста қолданыстағы электр приборларының жылуының мөлшері осы заңға негізделген. Заңның тұжырымдамасы: өткізгіштегі токтың бөліп шығаратын жылу мөлшері ток күшінің квадратына, өткізгіш кедергісіне және электр тогының өту уақытына пропорцианал. Бұл заңды тәжірибе жүзінде 1841 жылы ағылшын ғалымы Дж.Джоуль және 1843 жылы Петербург академигі Э.Х.Ленц ашқан. Сонымен электр тогының жылулық әсерін түсіндіретін заң Джоуль- Ленц заңы болды. Электр тогының жылулық әсері тұрмыстық, өнеркәсіптік жылу қондырғыларында қолданылады. Олар электр шамдарында, өлшеу техникаларында, аспаптарында, электрлік дәнекерлеуде, тағы да басқа көптеген қазіргі заманғы техниканың салаларында пайдаланылады. IХ) Магнит өрісі — қозғалыстағы электр зарядтары мен магниттік моменті бар денелерге (олардың қозғалыстағы күйіне тәуелсіз) әсер ететін күштік өріс. Магнит өрісі магниттік индукция векторымен (В) сипатталады. В-ның мәні магнит моменті бар қозғалыстағы электр зарядына және денелерге өрістің берілген нүктесінде әсер етуші күшті анықтайды. Магнит өрiстерiн бейне түрiнде кескiндеу үшiн магнит индукциясы сызықтарын пайдаланады."Магнит өрісі” терминін 1845 ж. ағылшын физигі М. Фарадей енгізген. Ол электр өзара әсер сияқты магнит өзара әсер де бірыңғай материялық өріс арқылы беріледі деп санаған. Электр-магниттік өрістің классикалық теориясын Дж.Максвелл жасаған (1873), ал кванттық теориясы 20 ғасырдың 20-жылдары жасалды (Өрістің кванттық теориясы). Макроскоп. Магнит өрісінің көздері — магниттелген денелер, тогы бар өткізгіштер және қозғалыстағы зарядталған денелер. Бұл көздердің табиғаты бір: Магнит өрісі зарядталған микробөлшектердің (электрон, протон, ион), сондай-ақ, микробөлшектердің меншікті (спиндік) магнит моменті болуының нәтижесінде пайда болады (Магнетизм). Айнымалы магнит өрісі электр өрісінің, ал электр өрісі магнит өрісінің уақыт бойынша өзгерісі нәтижесінде пайда болады. Электр және магнит өрістері, олардың бір-бірімен өзара әсерлері Максвелл теңдеуімен толық сипатталады. Магнит өрісінің кернеулік (Н) мен магнит индукциясы(В) — өрістің күштік сипаттамасы. Кернеулік векторы өріс пайда болған орта қасиетіне тәуелсіз шама болса, индукция векторы қарастырылатын денедегі қорытқы өрісті сипаттайды. Сондай-ақ, индукция векторы магнит өрісінде қозғалған зарядқа әсер ететін күшті, магнит моменті бар денеге магнит өрісінің тигізетін әсерін, өріс тарапынан байқалатын басқа да әсерлерді анықтайды. Магнит өрісінде кішкентай магнит тілшелерінің осьтерін бойлай орналасқан сызықтар магнит өрісінің сызықтары немесе магнит өрісінің күш сызықтары деп аталады. Табиғатта магнит өрісінің сан алуан түрі кездеседі. Магнитосфераны түзетін Жердің магнит өрісі Күнге қарай 70 — 80 мың км-ге, ал оған қарама-қарсы бағытта миллиондаған км-ге созылады. Жер бетінде магнит өрісі орташа 0,5 Э-ке тең, ал магнитосфераның шекарасында 10–3 Э. Планетааралық магнит өрісі — негізінен Күн желінің өрісі. Күннің оталуы, ондағы дақтар мен протуберанецтердің байқалуы, Күннен шығатын ғарыштық сәулелердің пайда болуы тәрізді құбылыстарда магнит өрісі елеулі рөл атқарады. Магнит өрісі заттың (ортаның) оптикалық қасиетіне және электр-магниттік сәуле шығару құбылысының затпен әсерлесу процесіне елеулі ықпал жасайды, өткізгіштер мен шала өткізгіштерде гальваномагн. құбылыстар мен термомагн. құбылыстарды туғызады. Магнит өрісі әдетте әлсіз (500 Э-ға дейін), орташа (500 Э — 40 кЭ), күшті (40 кЭ — 1МЭ) және аса күшті (1МЭ-ден жоғары) болып бөлінеді. Іс жүзінде бүкіл электртехника, радиотехника мен электроника әлсіз және орташа магнит өрісін пайдалануға негізделген. Әлсіз және орташа магнит өрісі әдетте тұрақты магнит, электрмагнит, суытылмайтын соленоид, асқын өткізгіш магниттердің көмегімен алынады. Күшті магнит өрісін алуда асқын өткізгіш соленоидтар (150 — 200 кЭ), сумен салқындатылатын соленоидтар (250 кЭ-ға дейін), импульстік соленоидтар (1,6 МЭ) қолданылады. Аса күшті магнит өрісі бағытталған жарылыс (қопарылыс) әдісімен алынады.[1][2] Жер магнетизмін системалы түрде өлшеу арқылы теңізде жүргізушілерге, авиаторларға керек болатын магниттік карта жасайды, пайдалы қазбаларды зерттейді және Күннің әрекет қимылың өзгерін бақылайды. Жер магнетизмінің қалай пайда болғаны әзірше толық шешілмеген. жүктеу/скачать 0,66 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|