0. Эқк бар тізбектің бөлігі және тұйық тізбек үшін Ом заңы

Жоғарыда қарастырған өрнегімен сипатталатын Ом заңы бір текті тізбектің бөлігі үшін яғни электр қозғаушы күші әсер етпейтін тізбек үшін орынды. Біртекті емес, яғни электр қозғаушы күштер әсер ететін кез-келген тізбектің бөлігіне арналған Ом заңын сипаттайтын өрнекті алу үшін энергияның сақталу заңына сүйенеміз. Мысалы, тізбектің бөлігінің ұштарындағы потенциалдар айырымы болсын дейік (9.3 – сурет). Осы бөліктегі әсер ететін ЭҚК деп белгілейік. Суретте көрсетілгендей, стрелкамен бағыттас токты оң деп, ал оған қарама – қарсы токты теріс деп есептейміз. Өткізгіш бойымен уақыт ішінде заряд өтеді.

9.3 – сурет

Осы зарядты тасымалдауға кеткен жұмыс мынаған тең болады:

(9.15)

Ал уақыт ішінде бөлініп шыққан жылу Джоуль – Ленц заңы бойынша:

(9.16)

өрнегімен сипатталады.

Енді жоғарыда айтқанымыздай, тең болғандықтан, (9.15) және (9.16) өрнектерінің оң жақтарын теңестіріп және - ді қысқартып мынаны аламыз:

(9.17)

Бұдан

(9.18)

Сонымен, (9.17) және (9.18) формулалары тізбектің біртекті емес бөлігіне арналған Ом заңын өрнектейді. (9.18) формуласы болғанда біртекті өріске арналған ( ) Ом заңын сипаттайтын өрнекке көшеді. (9.18) өрнегіндегі деп алып, тұйық тізбек үшін Ом заңын аламыз:

Мұндағы - тізбекке әсер ететін ЭҚК., - тізбектің барлық бөлігіндегі қосынды кедергісі.

Тұйық тізбек үшін Ом заңын жалпы түрде былай жазуға болады:

(9.19)

мұндағы - электр қозғаушы күш көздерінің, ал - ішкі кедергілерінің қосындысы.

Фарадей заңдары

Фарадейдің 1 – заңы былай айтылады:

Электродтан бөлініп шыққан заттың мөлшері электролит арқылы өткен зарядқа пропорционал.

(9.20)

- бөлініп шыққан заттың массасы. - заттың табиғатына байланысты коэффициент, ол электрохимиялық эквивалент деп аталады. - ерітіндіден өткен заряд.

Фарадейдің 2 – заңы:

Барлық заттардың электрохимиялық эквиваленті олардың химиялық эквивалентіне пропорционал.

(9.21)

- химиялық эквивалент, мұндағы , - электрохимиялық эквивалент. М – заттың молярлық (атомдық) массасы, - атомның валенттілігі. - пропорционалдық коэффициент, F – Фарадей саны деп аталады. F = 96500 Кл/моль. Фарадей саны F мән жағынан электродта сан

жағынан - ге тең заттың массасы түзілу үшін электролит арқылы өткізілуге тиіс заряд шамасына тең.

Бұл екі заңды жалпы түрде біріктіріп, былай жазуға болады:

(9.22)

№ 10 дәріс

Тақырыбы: Магнетизм

Жоспар:

1. Био-Савар-Лаплас заңы

2. Дөңгелек ток пен соленоидтың магнит өрісі.

Электр зарядын қоршаған ортада белгілі бір физикалық қасиеттері бар электростатикалық өріс болатыны сияқты, токтарды қоршаған ортада да

магнит өрісі деп аталатын өрістің ерекше түрі пайда болады. Электростатикалық өрістің бар-жоғы оған әкелінген зарядталған денелерге әсер етуші күш арқылы білінеді. Магнит өрісі, осы өріске әкелінген тогы бар өткізгішке әсер ететін күш арқылы байқалады. Мысалы, бірдей бағытта ток жүріп жатқан параллель екі өткізгіш өзара тартылады. Мұны біз былай деп түсіндіреміз: токтардың әрқайсысы өзін қоршаған ортада магнит өрісін тудырады да, ол өріс екінші токқа әсер етеді.

Ток жүріп тұрған өткізгіштің формасына, оның орналасуына және ондағы токтың бағытына байланысты магнит өрісінің токқа ететін әсері әрқилы болады. Сондықтан магнит өрісін сипаттау үшін оның тек белгілі бір токқа әсерін қарастырамыз. Әзірше, жүріп жатқан өткізгіштер бос кеңістікте орналасқан деп есептейік.

Электростатикада біз электростатикалық өрістің қасиеттерін зерттеу үшін нүктелік зарядты, яғни өрісті тудырып зарядтардан қашықтығымен салыстырғанда, өлшемдері өте кіші денеде түйіртпектелген зарядты пайдаланамыз.

№11 лекция

Тақырыбы: Электрмагниттік индукция

Жоспар:

1. Ампер күші

2. Магниттік индукция векторының ағыны

3. Өздік индукция құбылысы

4.Электромагниттік құбылыс

Индукция векторымен бұрыш құрастырып, I ток өтетін ұзындығы 1 түзу өткізгішке магниттік өрістің әрекет ететін күшті анықтайық.Егер өткізгіштегі зарядтардың реттелген қозғалыс жылдамдығы V болса, онда ∆t= уақыт аралығында өткізгіш арқылы q=I∆t=I электр заряды өтеді. F=qBSin

Магниттік өрісте орналасқан ток ағатын өткізгішке әрекет ететін күш Ампер күші деп аталады. Магниттік өрістің түзу өткізгішке әрекет ететін күші өткізгіште ағатын ток күші I , магниттік өрістің индукциясы B өткізгіштің ұзындығы 1 және өткізгішпен индукция векторы арасындағы бұрыш синусының көбейтіндісіне тең.

Халықаралық жүйеде магниттік өріс индукциясының өлшем бірлігі тесла(Тл). Егер ұзындығы 1 метр 1 ампер ток ағатын түзу өткізгішті индукциясы 1 тесла магниттік өрісте индукция векторына перпендикуляр орналастырсақ (sin =1),онда оған өрістің әрекет ететін күші 1 ньютонға тең болады. B= , 1Тл=

Өлшем бірлігі және мәні

[H]=1 а/м (11.1)

М (11.2)

[B]=1тесла=1 (11.3)

Магниттік индукция векторының ағыны

(11.4)

[B]=1Вебер=1В·с

Электромагниттік құбылыс

Егер контурдан өтетін индукция векторының ағыны өзгерсе, контурда электр тогы пайда болады.Пайда болған электр тогын электр қозғауыш күші Фарадей формуласын анықтайық.

(11.5)

Өздік индукция құбылысы

Электромагниттік индукция құбылысы өткізгішпен шектелген аудан арқылы өтетін индукция ағыны өзгеретін жағдайдың бәрінде де байқалады. Сонда ағын өзгерісін туғызған не дегенге ешбір талғау болмайды. Егер қандай да бір тұйық контурда тұрақсыз ток жүрсе, онда оның туғызатын магнит өрісі де тұрақты емес. Ендеше, осы токтың өз контурымен қоршалған аудан арқылы өтетін магниттік индукция ағыны өзгереді.

Магниттік индукция ағынының өзгерісі контурда электр қозғаушы күшін өндіреді. Сөйтіп, контурдағы токтың өзгерісі осы контурдың өзінде индукция электр қозғаушы күшінің тууына себеп болады. Бұл құбылыс өздік индукция құбылысы деп аталады.

Өздік индукция құбылысының ерекше бір мысалы тұйықтау және айыру экстратоктары болып табылады. Контурды тұйықтадық дейік, мұның

нәтижесінде контурда электр тогы жүре бастайды. Осы кезде токтың магнит

өрісі өсе бастайды және сондықтан, контурмен шектелген аудан арқылы өтетін магниттік индукция ағыны да артады. Ленц ережесі бойынша өнетін индукциялық ток алғашқы магнит ағынының өсуін теңгеретін индукция ағынын туғызады.

Ендеше, алғашқы токтың магнит өрісіне кері бағыттылған, магнит өрісін туғызатын ток индукцияланады. Бұдан қорытамыз: индукцияланған ток тұйықтаған токқа қарсы бағытталған. Осы кері бағыттығы индукция тогы тұйықтау экстратогы деп аталады. Тұйықтау экстратогы контурда жүріп жатқан токты кемітеді.

Тізбекті айырған кезде де осыған ұқсас құбылыс бақылаймыз.

Егер контурдағы ток күші төмендей бастаса, онда бұл кезде контурмен шкетелген аудан арқылы өтетін магниттік индукция ағыны да кеми бастайды.

Контурда, Ленц ережесі бойынша, кеміген ағынды көбейтетін индукция ағынын туғызушы ток индукцияланады, яғни негізгі токпен бағыттас ток индукцияланады. Бұл индукция тогын айыру экстратогы деп атайды. Айыру экстратогы негізгі токпен бағыттас.

Тұйықтау экстратогының тууы мынаған келіп соғады: тізбекті тұйықтағандағы токтың өсе бастауы экстраток жоқ кездегіден шабандау болады. Егер, мысалы, лампыны үлкен өздік индукция құбылысы жоқ контурға тіркесек, онда лампы елерліктей өздік индукция құбылысы жоқ контурға тіркегендегіден, жай ғана жана бастайды.

Өздік индукция құбылысы әр түрлі болатын контур қасиеті физикалық шамамен сипатталады да, оны өздік индукция коэффициенті деп атайды. Осы шаманың мағынасын түсіндірейік.

Ол үшін I ток жүріп тұрған кез келген тұйық контур алайық: Био- Савар- Лаплас заңы бойынша, осы ток туғызған магнит өрісі және сондықтан индукция векторы әр нүктеде ток күшіне пропорционал.

Ендеше, ток контурымен шектелген ауданды тесіп өтетін Ф индукция ағыны I ток күшіне пропорционал деген салдар шығады:

(11.6)

Пропорционалдық коэффициент L контурдың өздік индукция коэффициенті деп аталады. Осы теңдіктегі I ток күшін бірге тең деп үйғарсақ, одан: егер контурмен жүретін ток күші бірге тең болса, онда өздік индукция коэффициенті, сан мәні жағынан, контурмен шектелген аудан арқылы өтетін магниттік индукция ағынына тең болатынын көреміз.

№ 12 дәріс

Тақырыбы: Геометриялық және толқындық оптика

Жоспар:

1. Интерференция құбылысы

2. Дифракция құбылысы

3. Френель зоналарын салу.

4. Мөлдір дифракиялық решетка схемасы.