Сабақтың ортасы
|
Электр өрісінің күш сызықтары – бұл сызықтардың әр бір нүктесіне жүргізілген жанамалар сол нүктедегі электр өрісінің кернеулігінің бағытымен сәйкес келеді.
Электр өрісінің берілген нүктедегі кернеулігінің бағыты сол нүктеге орналастырылған оң зарядқа әсер ететін күштің бағытымен анықталады. Электростатикалық өрістіӊ күш сызықтарыныӊ қасиеттері:
Күш сызықтары үзіксіз.
Күш сызықтары қиылыспайды.
Күш сызықтары әрқашанда өткізгіш беттеріне перпендикуляр бағытталған болады.
Өріс кернеулігінің қабаттасу (суперпозиция) принципі:
Зарядтар жүйесініӊ өрістіӊ берілген нүктесіндегі кернеулігі, осы нүктеде әр бір зарядтыӊ пайда еткен кернеуліктерініӊ векторлық қосындысына теӊ.
Қозғалмайтын оқшауланған нүктелік зарядтың электр өрісінің күш сызықтарын қарастырайық.
Олар зарядтан шыққан симметриялы орналасқан радиал сызықтар.Бұлардың санын N деп белгілейік.онда радиусы r сфера бетінің ауданын қиып өтетін сызықтар саны N/4πr2 тең. Осы қатынасты нүктелік заряд өрісінің кернеулігімен салыстырсақ
N=4πkq деген формуланы алуға болады. Осы формуладан нүктелік зарядты қоршайтын кез келген радиусты сфераның бетінен өтетін күш сызықтардың саны бірдей екенін көреміз.Демек күш сызықтары үзіліссіз.Сондықтан да жаңа физикалық шама электр өрісі кернеулігінің ағынын енгізу қажет болады.Бұл шама берілген нүктедегі электр өрісінің кернеулігіне емес , аудан беті бойынша өрістің таралуына тәуелді.
Олай болса ол шаманы N=EnS=EScosα
Формуласымен есептейді, осыдан электр өрісі кернеулігінің ағыны берілген бет элементінен қанша күш сызықтарының өтетінін көрсететін физикалық шама болып саналады.
Өрістің кернеулік веторының ағыны скаляр шама , яғни оң да , теріс те бола алады.Егер беттің ішіндегі заряд оң болса,онда бетке тұрғызылған нормаль сыртқа қарай , ал теріс болса ішке қарай бағытталады.Ал тұйық контур ішінде бірнеше заряд болса,онда суперпозиция принципіне сәйкес өріс кернеуліктерінің ағыны қосылады. Ал егер заряд жоқ болса электр өрісі кернеулігінің ағыны 0-ге тең.
Гаусс теоремасы: вакуумде кез келген тұйық беттен өтетін электр өрісі кернеулік векторының ағыны сол бет ішіндегі толық зарядқа пропорционал болады. N=4πkq = q/Ɛ0
Гасс теоремасын пайдаланып еркін таңдап алынған пішіндегі зарядталған денелердің электр өрісі кернеулігін жеңіл есептей аламыз.
Электростатикада зарядтың беттік тығыздығы деген ұғым енгізіледі, ол беттік бірлік ауданға келетін зарядпен анықталады: ϭ=q/s Кл/м2 ,зарядтың сызықтық тығыздығы: λ=q/l Кл/м, зарядтың көлемдік тығыздығы: ρ=q/V Кл/м3.
|
