XX. Тарау. Тұрақты ток

256

,1 а ---1- Ю---і ----3- -1--0- -С--Г--С--Э-врші- _ з ю’СГСЭ - ток күшінщ бірлігі.

1с Ісек

(104)

Енді, ең алдымен бірінші текті өткізгіштегі ток күбылысын

қарастырайық. Бірінші текті өткізгіштерге металлдар жатады.

Өткізгіш ішінде ток, оның ішінде потенциалдары эр түрлі облыстар

болса ғана болады. Сонда пайда болған ток өткізгіш бөліктерінің

потенциалдары теңгерілгенге дейін ғана жүреді. Егер өткізгіш

бөліктерінің үштарындағы V, - У2 тұракты болып түрса, онда осы

бөлікте гана түрақты ток жүріп түрады. Біртекті еткізгіш бөлігінде

агатын ток күші /, Омның тэжірибе жүзінде тағайындаған заңы

бойынша, осы өткізгішке түсірілген кернеуге пропорционал болады.

! і - - . (105)

Тосын күштер әсер етпейтін өткізгіш біртекті өткізгіш деп

аталады. Бүл жағдайда біздің байкауымызша, V кернеуі өткізгіштің

үштарьшдағы Қ - К2 потенциалдар айырмасына тең болады.

(105)- өрнектегі К өткізгіштің электрлік кедергісі деп аталады.

Кедергінің бірлігіне кернеуі 1 Вольт болғанда, бойымен 1 Ампер ток

өтетін өткізгіштің кедергісіне тең шама Ом алынады. Гаусс жүйе-

сіндегі

СГСЭкғда,пНРтп

І С Г С Э ^ ^ , - 9 Ю"Ом. (106)

Өткізгіш кедергісі өткізгіштің материалына, формасына жэне

өлшеміне байланысты. Біртекті цилиндр тэрізді өткізгіш үшін

* - р | - (Ю7)

мүндагы, С-өткізгіштің үзындыгы;

8 -оның көлденең кимасының ауданы;

р -өткізгіштің меншікті электрлік кедергісі.

Егер С=1, 8=1 болса, онда К = р . БХЖ жүйесінде р-ның өлшем

бірлігі - Юм м.

[р]- 1 ° м ^ .

257

§2. Тосын күштер және электр қозгаушы күш. Ом занынык

дифференциалдык түрі.

Егер еткізгіште электр өрісін туғызсақ жэне оны сақтауға эрекет

жасамасақ, онда заряд тасушьшардық қозғалысы өткізгіш бойындағы

өрістің тоқтауына эсер етеді. Демек, ток жүрмейді.

Токты үзақ

уақыт үс-тап түру үшін V1 > V1

токты та-сыған зарядтарды г '

өткіз-гіштің потенциалы аз ^ '

үшы-нан оның потенциалы -------- _©----------

жо-ғары үшына үздіксіз

беріп түруы қажет. Басқаша -с>-р?т

ай-тқанда зарядтар үздіксіз түйық жолмен қозғалатындай етіп,

зарядтарды шыр айналдырып түруымыз қажет. Электростатикалық

өрістің Е векторының (ЗО)-өрнек бойынша циркуляциясы нольге тең.

Сондықтан түйық тізбекте оң зарядтардың потенциалдың азаю

жагына қарай бағыттала қозғалған учаскесімен қатар, оң зарядтардын

потенциалдың өсу бағытына қарай, яғни электростатикалық өріс

күшіне қарсы, (30-суретте пунктирмен көрсетілгендей) қозғалатын

учаскесі болу керек. Осы учаскедегі заряд тасушылардың орын

ауыстыруы тосын күштер деп аталатын, электростатикалық емес

тектегі күштің әсерінен болады. Сөйтіп, тоқты үстап түру үшін немесе

тізбектің барлық бойына, не оның жеке учаскесіне әсер ететін тосын

күш қажет. Тосын күштерді, олардың тізбектегі зарядтардың орын

ауыстырғанда жасаған жүмысы арқылы сипаттауга болады.

Тізбекте немесе оның учаскесіне эсер ететін бір өлшем оң

зарядқа келетін тосын күштердің жүмысына тең шама, электр қозгау-

шы күші деп аталады да оны е әрпімен белгілейді.

Демек, <у зарядына тосын күштердің істеген жүмысы А болса,

жоғарыда айтылган анықтама бойынша

. = - . (108)

я

(108)-өрнекпен (37)-өрнекті салыстырудан электр қозғаушы

күштің өлшемі потенциалдың елшемімен бірдей екендігін көреміз. ц

зарядына эсер ететін тосын күшті / т мына түрде жазуға болады:

/ , - Е'я

Е'- тосын күш өрісінің кернеулігі деп аталады. Түйық тізбек

бойынша я зарядқа істеген тосын күштің жүмысы

А= / т,сі1 = Ч Е]Ш.

258

Осы жұмысты ц зарядка бөліп тізбекке әсер ететін электр

қозғаушы күшті былай табамыз:

Е - Е',а. (109)

Сөйтіп тұйық тізбектегі эсер етуші электр қозғаушы күш тосын

күштер өрісінін кернеулік векторының Е ’ циркуляциясы ретінде

анықталуы мүмкін. Сонда 1—*2 учаскесі үшін

2

Е п - Е \Л . (110)

і

Тосын күштерден басқа, зарядқа электростатикалық өріс күші

әсер етеді;

/ е ш я Е ■

Сондықтан тізбектің эрбір нүктесіндегі зарядка әсер ететін

қорытқы күш:

? - 7 я +?е -Я е \ е . ( 111)

Осы күштердің тізбектің 1—♦ 2 учаскесінде істеген жүмысы

Ап = Я ЕІ<Л + ч Е,<11-ч(Еп +?(К,-Г2)). (112)

1 1

Түйық тізбек үшін электростатикалық күштің жүмысы нольге

тең, ендеше

А - ЧЕ.

Сондықтан, бірлік оң зарядты орын ауыстырғанда сан жағынан

электростатикалық және тосын күштердің жүмысына тең шама,

кернеудің түсуі немесе жай ғана тізбектің осы бөлігіндегі кернеуі деп

аталады да, Іі эрпімен белгіленеді. Сонда (1 12)-өрнек бойынша

1/п - Һ - Е + (У,-У2). (113)

я

Егер тосын күштер болмаған кезде кернеу потенциалдар

айырмасына тең болады.

Енді Ом занын

днфференцналдык

түрде жазуды қара-

стырайық. Ол үшін

ойша өткізгіштің ішін-

дегі қандай да бір

нүктесінің айналасынан

жасаушылары мен бе-

рілген нүктеде токтың

тығыздық векторына

параллель болып келетін элементарлық көлем алайық (31-сурет).

Цилиндрдің көлденең қимасы арқылы күші шамасындағы

ток етеді. Цилиндрге түсірілген кернеу ЕМ шамасына тең. Мұндагы Е

берілген орындағы өріс кернеулігі. Сонда (107)-ориек бойынша

цилиндрдің кедергісі

я - е “ .

<18

Осы мэндерді (105)-өрнекке қойсақ

/<18-— Е<1(

' рМ

Әрбір нүктеде заряд тасушылар Е векторына бағыттас

қозғалады. Сонда ] және Е векторларының багытгары бірдей болады.

Сейтіп жоғарыдағы теңцеуді былай жазуға болады:

' і - ~ Е - а Е . (114)

Р

с т -—- электр өткізгіштік коэффициенті немесе мате-

Р

риялдыц өткізгіштігі деп атапады. Осы (114) формуланы Ом

заңының дифференциалдык өрнегі деп аталады.