- •2.Механиканың негізгі ұғымдары:радиус-вектор, траектория, орын ауыстыру, жол.
- •3.Механиканың негізгі ұғымдары: жылдамдық, орташа жəне лездік жылдамдық.
- •4. Материалық нүктенің қозғалыс теңдеуі: бірқалыпты түзу сызықты қозғалыс.Жылдамдықтарды қосудың классикалық заңы.
- •6. Үдеу.Үдеудің нормал жəне тангенциал құраушылары. Толық үдеу.
- •7. Қисық сызықты қозғалыстағы жылдамдық жəне үдеу.
- •8. Айналмалы қозғалыс. Бұрыштық жылдамдық жəне бұрыштық үдеу.
- •9. Механикадағы күштер: ауырлық күші жəне дененің салмағы.
- •13.Ньютонның заңдары.
- •15. Қозғалмайтын оське қатысты қатты дененің айналмалы қозғалыс динамикасының негізгі теңдеуі. Штейнер формуласы.
- •17.Механикалық жұмыс және қуат
- •20.Ламинарлық және турбуленттік ағыс. Үзіліссіздік теңдеуі. Бернулли теңдеуі.
- •22.Механикалық тербелістер. Математикалық маятник.
- •23.Серіппелі маятник.Физикалық маятник.
- •25. Еріксіз тербелістер, амплитудасы жəне тербеліс фазасы. Механиканикалық
- •26. Толқындар. Толқынның түрлері. Толқындардың негізгі сипаттамалары. Допплер эффектісі
- •32.Iшкi энергия. Термодинамикалық жұмыс және Жылу мөлшерi
- •33.Термодинамиканың бірінші бастамасы
- •34.Изопроцесстер және олардың графиктері
- •35. Идеал газдың жылусыйымдылығы.
- •36. .Пайдалы әсер коеффициенті.Термодинамиканың екінші бастамасы.
- •37. Тасымал құбылыстары.Жылу өткізгіштік.
- •38.Нақты(реал) газдар.Ван-дер-Валльс теңдеуі.
- •40.Электр заряды.Электр зарядының сақталу заңы. Кулон заңы.Электр өрісі.
- •45. Джоуль-Ленц заңы. Тоқтың жұмысы мен қуаты
- •46. Металдардағы электр тоғы.
- •47. . Электролиттердегі электр тогы. Фарадейдің электролиз заңы.
- •48. Газдардағы жəне плазмадағы электр тоғы. Плазма туралы түсінік.
- •49. Тізбектің тармақталуы Кирхгоф заңы.
- •52.Электромагниттік индукция. Өздік индукция құбылысы. Индуктивтік. Өзара индукция.
- •63.Абсолют қара дененің сəуле шығару заңдары.
- •64.Фотоэлектрлік эффект. Комптон эффектісі
- •66. Резерфорд тәжірибесі
- •67. Ядролық Күштер
- •68. Табиғи және жасанды радиоактивтік. Радиоактивтік ыдырау заңы
- •70. Ядролық реакциялар
40.Электр заряды.Электр зарядының сақталу заңы. Кулон заңы.Электр өрісі.
Электр Заряды – бөлшектер мен денелердің сыртқы электрмагниттік өріспен өзара әсерін, сондай-ақ олардың электрмагниттік өрістерінің өзара байланысын анықтайтын негізгі сипаттамалардың бірі. Э. з. 2 түрге ажыратылады және ол шартты түрде оң заряд және теріс заряд деп аталады. Аттас зарядтар бірін-бірі тебеді, ал әр аттас зарядтар бірін-бірі тартады. Дененің Э. з. оның құрамына енетін барлық бөлшектің Э. з-ның алгебр. қосындысына тең. Э. з. дискретті, яғни барлық бөлшектер мен денелердің Э. з. еселі болып келетін ең кіші элементар Э. з. болады. Оқшауланған электр жүйесінде зарядтың сақталу заңы орындалады. Қозғалмайтын Э. з-ның арасындағы өзара әсер Кулон заңымен, ал Э. з. және оның эл.-магн. өрісінің арасындағы байланыс Максвелл теңдеулерімен сипатталады. Заттағы өрісті қарастырған кезде Э. з. еркін заряд және байланысқан заряд болып ажыратылады. Э. з-ның бірліктердің халықаралық жүйесіндегі (СИ) өлшеу бірлігі – кулон (к).
Электр заряды (электр мөлшерi) q – дененiң қасиетiн немесе бөлшектердiң электромагниттiк өзара әсерлесуiн және бұндай өзара әсерлесудiң қарқындылығын анықтайтын шама.
|
Электр зарядының бiрлiгi ретiнде СИ жүйесiнде – бiр кулон (1 Кл) деп өткiзгiштiң көлденең қимасынан 1 с iшiнде ток күшi 1 А болғанда өтетiн электр заряды алынады. |
Электр зарядының шартты түрде оң және терiс деп аталатын екi түрi бар. Аттас заряды бар денелер бiр-бiрiнен тебiледi, ал әр аттас зарядтары бар денелер – тартылады.
Электр зарядтарын ылғи да тасушы болып элементар бөлшектер және антибөлшектер табылады. Мысалы, протон және антипротон, электрон және позитрон. Антибөлшектер массасы – сәйкес бөлшектердiң массасына тең және электр заряды терiс. Бөлшектердiң антибөлшектермен бiрiккенде аннигиляцияға (өзара жоюға) ұшырайды. Бұл кезде Эйнштейн формуласы бойынша масса энергияға айналады E=mc2, мұнда Е – энергия, m – бөлшектiң массасы, c – жарық жылдамдығы (бұл туралы толық мағлұматты 11-шi сынып курсынан бiлесiздер). Ешқандай электр зарядын иеленбейтiн бөлшектер болады, мысалы, нейтрон, нейтрино. Бiрақ бөлшексiз электр зарядының болуы мүмкiн емес.
Электр заряды дискреттi: дененiң барлық электр зарядтарын бүтiн бөлiктерге бөлетiндей ең кiшi элементар электр заряды табылады.
Қалыпты жағдайда дене электрлiк нейтраль жағдайда, себебi кез келген заттың атомындағы электрондар саны ядродағы протондар санына тең және дененiң зарядтарының қосындысы нөлге тең.
Электрлеу деп бұл процесс нәтижесiнде денелер электр зарядын иеленiп, және электромагниттiк өзара әсерлесуге қатысу қабiлетiн айтады.
Дененi электрлеу деп денедегi электр зарядтарын қайта орналастыруды айтады, яғни зарядтардың электрленуi пайда болмайды, тек денелер арасында бөлшектенiп және қайта орналасады.
Электрлеу келесi түрлерге ажыратылады:
Электр өткiзгiштiк әсерiнен электрлену.
Үйкелiстiк электрлену.
Әсер арқылы электрлену.
Дененiң электрлену кезiнде электр зарядының сақталу заңы орындалады: тұйық жүйеде барлық бөлшектердiң зарядтарының алгебралық қосындысы өзгерiссiз қалады. Жүйе тұйық деп аталады, егер зарядталған бөлшектер одан сыртқа шықпаса және сырттан оған енбесе.
Зарядтың сақталу заңы бойынша зарядталған, бiр оң және бiр терiс зарядтардан тұратын, бөлшектер тек қосарланып қана пайда болады және жоғалады, мысалы, протон және антипротон, электрон және позитрон.
Кулон заңы – электростатиканың негiзгi заңы
Егер денелер арасындағы арақашықтық олардың өлшемдерiмен салыстырғанда бiрнеше есе артық болса, онда зарядталған денелердiң формасы да, өлшемдерi де олардың өзара әсерлесуiне елеулi әсер етпейдi. Бұндай жағдайда ол денелердi нүктелiк дене ретiнде қарастыруға болады.
|
4.1-сурет |
Кулон
заңы:
Бостықтағы
екi қозғалмайтын зарядталған нүктелiк
денелердiң өзара әсерлесу күшi F (кулон
күшi)
және
зарядтардың
модульдерiнiң көбейтiндiсiне тура
пропорционал және олардың өзара r
арақашықтығының квадратына керi
пропорционал.
(4.1)
Мұнда k – пропорционалдық коэффициентi, сандық мәнi бiрлiк зарядтардың бiрлiк ұзындығына тең арақашықтықта өзара әсерлесу күшiне тең.
k коэффициентiн мынадай түрде жазу қабылданған
мұнда
-
электр
тұрақтысы,
СИ жүйесi бойынша мынаған тең:
Коэффициент k СИ бiрлiгiнде жазылуы бойынша келесi түрде өрнектеледi:
Клон заңы
1785 жылы Ш. Кулон бұралмалы таразымен жасаған тəжірибеге
байланысты мыныдай қорытындыға келді: өздерінің мөлшері ара қашықтықпен
салыстырғанда мүлдем аз екі зарядталған дене бір-бірін заряд шамаларының
көбейтіндісін тура, ал ара қашықтықтың квадратына кері күшпен тартады.
Кулон біртекті заряд бірін -бірі тебеді зарядтар біріне бірі тартылатындығын
белгіледі (нүктелік дене зарядының орнына нүктелік заряд алынады ) .
ε – дененің диэлектрлік өтімділігі.
Денедегі электр зарядының бар-жоғын олардың өзара әсерлесуінен байқауға болады.Мысалы,аттас зарядты денелер бір-бірін тебеді,ал әр аттас зарядты денелер бірін –бірі тартады.
2- сурет
Нүктелік зарядтардың өзара әсерлесу күшін сипаттайтын заңды 1785 жылы Кулон анықтады (Кулон Шарль Огюстен,1736-1806 жылдары өмір сүрген атақты француз физигі).
Нүктелік заряд деп осы дененің электр зарядтарын тасымалдайтын,басқа денелерге дейінгі қашықтығымен салыстырғанда мөлшерін ескермеуге болатын зарядталған денені айтады.
Кулон
арнайы иірілмелі таразының жәрдемімен
екі зарядталған шарлардың өзара әсер
күшін (F) олардағы зарядтар шамасына (
)
олардың ара қашықтықтарына (
)
байланысты өзгеруін зерттей отырып
мынадай қорытындыға келеді:
Нүктелік екі зарядтың өзара әсер күші әрбір зарядтардың шамаларына тура пропорцинал және олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорцинал болады да ,осы зарядтардың аралығын қосатын түзу сызықтың бойымен бағытталады.
;
(1.2)
Мұндағы
пропорционалдық
коэффициент.
3-сурет
Кулон заңын вектор түрінде былай жазуға болады:
(1.3)
Бұл
өрнектегі
бір
зарядтан екіншіге қарай жүргізілген
және бағыты зарядқа түсірілген
күшінің
бағытымен дәл келетін вектор деп
қарастыру керек./1.2/ өрнек тен әр аттас
зарядтар болған кезде
күшінің
радиус-векторға қарама-қарсы
бағытталатынын,ал аттас зарядтар болған
жағдайда
күшінің
-дің
бағытымен бағыттас болатыны көрінеді.
Халықаралық жүйеде зарядтың өлшем бірлігі ретінде Кулон (Кл) қабылданған.Элементар электр заряды (электрон заряды)
Кулон тәжірибесінде электр зарядтары ауада орналасқан еді.Кейінгі тәжірибелердің нәтижесінде зарядтардың өзара әсерлесу күшііне оларды қоршаған ортаның едәуір әсер ететіндігі анықталды. Осы жағдайда ескеріп.Кулон заңын ауасыз/бостық/орта үшін былай жазамыз:
(1.4)
Мұндағы
-электрлік
тұрақты (
)
Электродинамиканың
көптеген формулаларына 4
көбейткіші
және
жарықтың бостықтағы жылдамдығына тең
электродинамикалық тұрақты
" С " енеді. Практикалық аса маңызды
формулаларда орнына
орташа Кулон заңындағы пропорционалдық
коэффициентті
-ге
тең деп алады.
Белгілі
бір орта үшін:
(1.5)
мұндағы
-
салыстырмалы диэлөктрлік ортаның
өтімділігі.
( >1, ал бостық үшін =1, яғни кез келген ортада әсерлесу күші әлсірейді; - өлшемсіз шама ).
-ортаның абсолютті диэлектрлік өтімділігі электр за- рядтрдың өзара әсерлесуіне оларды қоршаған ортаның әсерін ес- керетін шама).
Электр өрісі.
Кез келген заряд өзінің айналасында электр өрісін туғызатыны белгілі. Электр өрісі - материяның ерекше бір түрі. Зарядтардың арасындағы әсерлесу осы электр өрісі арқылы жүзеге асырылады.
Белгілі
бір электр өрісін бөліп, зерттеу
үшін
нүктелік
"сыншы"
зарядты пайдалануға болады, Бұл
зерттелінбекші өрісті өзгертпейтін
өте шағын заряд. Нүктелік
зарядтың
туғызатын өрісін нүктелік сыншы
сын
зарядтың жәрдемімен зерттелік.
Сыншы
зарядты (
сын)
элөктр
өрісін туғызған зарядтың (
)
орнымөн
салыстырғанда
радиус-векторымен
анықталатын нүктеге
орналастырсақ, оған
(1.6)
күш әсер ететінін білеміз
4-сурет
Бұл
өрнектен сыншы зарядқа әсер ететін
күштің
(
)
өрісті аңықтайтын
шамаларға (
)
ғана
емес, соңдай-ақ cыншы зарядтің
шамасына да (
сын)
тәуелді екендігі көрінеді,;яғни
ол тұрақты
шама, емес. Егер бір нүктеге әр түрлі
сыншны зарядтар орналастыратын
болсақ,
сын,
сын
т.б.
зарядтардың өзара әсерлесу
күштері де әртүрлі болады.
т.б.
күштер сәйкес келеді.
Алайда,
күшінің
шамасы
сыншы,
зарядтың
СЫІІ
шамасына
пропорционал
болғаңдықтан,
,
яғни
бұл қатынас тұрақты
шама және сыншы зарядтың шамасына
тәуелді емес екенін көреміз,
өйткені сыншы зарядтың шамасын қанша
үлкейтсек, сонша рет
күштің
шамасы
да өседі. Бұл қатынасты электр өрісін
сипаттайтан
шама ретіңде қабылдап алу табиғи нәрсе.
Сонымен, электр өрісін сипаттайтан векторлық шаманы электр өрісініңкернеулігі деп атайды.
(1.7)
,
егер
=1
болса, онда
.
42. Электр өрісіндегі өткізгіштер. Электр сыйымдылық. Конденсаторларды
тізбектей жəне параллель қосу.
Электр өрiсi тек қана бостықта ғана емес денелерде де бар бола алады. Шартты түрде бұндай денелердi өткiзгiштерге және диэлектриктерге (изоляторларға) бөледi. Өткiзгiштер деп зарядталған бөлшектерi бар және олар электр өрiсiнiң әсерiнен орынауыстыруға қабiлеттi денелердi айтады. Бұл бөлшектердiң заряды еркiн зарядтар деп аталады. Металл өткiзгiште электрондар еркiн зарядтарды тасушы болып табылады. Металдың нейтраль атомдары бiр-бiрiмен өзара әсерлеседi. Бұл әсерлесудiң нәтижесiнде атомдардың iшкi қабатында өз атомдарымен байланысын жоғалтады және өткiзгiш үшiн түгелдей жалпы болады. Осылайша, өткiзгiш жалпы ортақ электрондардан тұратын терiс зарядталған газбен қоршалған оң зарядталған иондар түрiнде қарастыруға болады. Электростатикалық индукция деп электростатикалық өрiске енгiзiлген өткiзгiште зарядтардың қайта орналасу құбылысын айтады. Зарядталмаған пластинаны (өткiзгiштi) бiртектi өрiске енгiзгенде елеусiз аз уақытта зарядтар қайта орналасады. Бұл процесс нәтижесiнде шығатын пластина iшiндегi өрiс кернеулiлiгi нөлге тең болады және зарядтар қозғалысы тоқтайды. Сондықтан өткiзгiштiң iшiнде электростатикалық өрiс жоқ. Сезгiш құрылғылар металл корпуста немесе сеткада орналастырылады, онда ешқандай сыртқы өрiс оларға әсер етпейдi – электростатикалық қорғау осыған негiзделген.
iшiнде зарядтардың тепе-теңдiк кезiнде тек өрiс кернеулiгi ғана нөлге тең емес. Сонымен қатар өткiзгiштiң барлық статикалық зарядтары оның бетiне бағытталғандықтан, зарядтар нөлге тең. Электр өрiсiнiң күш сызықтары немесе кернеулiгi өткiзгiш бетiне перпендикуляр.
Электр Сыйымдылық – өткізгіштің не өткізгіштер жүйесінің электрлік сипаттамасы; өткізгіштің электр зарядын ұстап тұру қабілетінің өлшеуіші. Оңашаланған өткізгіштің Э. с-ы (С) өткізгішке берілген электр . Э.) қатынасына тең физ. шама: C=q/зарядының (q) оның потенциалына ( с. өткізгіштің пішініне, мөлшеріне және диэлектрлік өтімділігіне тәуелді болады. Екі өткізгіштің өзара Э. с-ы – бір өткізгіштен екінші өткізгішке ауысатын электр зарядының олардың электр потенциалдарының айырмасына қатынасына тең физ. шама: мыс., конденсатордың Э. с-ы мына 2), мұндағы q – конденсатор заряды,1–формула бойынша анықталады: C=q/( 2 – конденсатор астарларының потенциалы. Екі өткізгіштің өзара1 және Э. с-ы олардың пішініне, мөлшеріне, бір-біріне қатысты орналасу қалпына және ортаның диэлектрлік өтімділігіне тәуелді болады. Э. с-ының өлшеу бірлігі бірліктердің халықаралық жүйесінде (СИ)– фарада (ф), ал оның бірліктердің СГС жүйесіндегі өлшеу бірлігі – сантиметр (см).Электр сыйымдылығы дегенiмiз екi өткiзгiштiң электр зарядын ұстап қалу қабiлетiн сипаттайтын шама. Екi өткiзгiштiң электр сыйымдылығы деп бұл екi өткiзгiштiң бiрiнiң зарядының олардың потенциалдарын айырмасына қатынасын айтады:
Дараланған өткiзгiштiң электр сыйымдылығы деп, өткiзгiш потенциалы шексiз қашықтықта нөлге тең деп жорамалдағанда, бұл өткiзгiштiң зарядының q оның потенциалына φ қатынасын айтады:
Өткiзгiштiң электр сыйымдылығы оның формасынан, сызықты өлшемдерiнен және қоршаған ортаның электрлiк қасиеттерiнен тәүелдi.
Радиусы R дараланған шардың немесе өткiзгiш сфераның электр сыйымдылығы мынаған тең:
мұнда ε0- электр тұрақтысы.
|
Екi өткiзгiштiң электр сыйымдылығы СИ жүйесiнде бiрге тең, егер оларға +1 Кл және –1 Кл заряд жiберiлсе, олардың арасындағы потенциалдар айырымы 1 В. Бұл бiрлiктi фарад (1 Ф) деп атайды; 1 Ф = 1 Кл/В. |
Кондесатор деп қалыңдығы өткізгіштердің өлшемдерімен салыстырғанда өте аз,диэлектрик қабатымен бөлінген қос өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз.Зарядталған өткізгіш туғызатын өрістің әсерінен оған жақындатылған денеде индукцияланған немесе байланысқан зарядтар пайда болады.Зарядталған өткізгішке кез келген денені жақындатқанда өткізгіш потенциалы абсолют шамасы бойынша азаядыбсөйтіп өткізгіш сыйымдылығы артады.Кондесаторларды бір біріне жақын орналасқан өткізгіштер күйінде жасайды.Кондесатор құрайтын өткізгіштерді оның астарлары дейді.Олардың арасын диэлектрикпен толтырады.Сыртқы денелер кондесатордың сыйымдылығына әсер етпеуі үшін астарына ондағы жинақталған зарядтар бір біріне қатысты орналасатындай,жинақталған зарядтар туғызатын өріс толығымен кондесатордың ішінде орналасатындай форма беруге болады. 1745 жылы Лейден қаласында неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук тарихта ең алғашқы конденсатор – «лейден банкасын» жасады. Конденсатор деп жұқа диэлектрик қабатымен бөлінген екі өткізгіштен тұратын жүйені айтамыз. Ол латынның “condenso”- қоюлату, жинақтау деген сөзінен шыққан. Конденсатор электр энергиясын және электр зарядтарын жинақтау үшін қолданылады. Конденсатордың екі өткізгішін оның жапсарлары деп атайдың Ол жапсарларды шамасы жағынан тең, таңбалары жағынан қарама –қарсы зарядтпен зарядтайды.Бұл құрал өзіміз көріп жүрген телевизорларда, радиоқабылдағыштарда, магнитофонда және т.б электр құралдарында қолданылады. Конденсатор деп диэлектриктердiң жұқа қабатымен бөлiнген модульдары бойынша тең әр аттас зарядталған зарядтардың екi өткiзгiштен тұратын жүйесiн айтады.Бұл жағдайда конденсатордың орамдары деп аталатын өткiзгiштердiң формасымен бiр-бiрiне қатысты орналасуы олардың тудыратын электр өрiсi кеңiстiктiң шектеулi аймағына бағытталатындай болуы керек. Конденсаторлар жазық, сфералық және цилиндрлiк деп ажыратылады. Конденсатордың электр сыйымдылығы жоғарыда көрсетiлген формуладағыдай екi өткiзгiштiң электр сыйымдылығынан есептеледi:
Жазық конденсатор бiр-бiрiнен аз арақашықтықта орналасқан бiрдей екi параллель пластинадан тұрады. Жазық конденсатордың электр сыйымдылығы мынаған тең:
(4.16)
мұнда S – әр пластинаның ауданы, d – пластиналар арасындағы арақашықтық. Өткізгіштің электрсыйымдылығы мынандай факторларға байланысты өзгереді:
Өткізгіштің электрсыйымдылығы оған екінші зарядталмаған өткізгішті жақындатқанда артады;
Екінші өткізгішті жерге жалғау бірінші өткізгіштің электрсыйымдылығын арттырады;
Қатты диэлектриктің болуы жүйенің электрсыйымдылығын арттырады;
Диэлектриктің қалыңдығын азайтса, өткізгіштер жүйесінің сыйымдылығы артады;
Диэлектриктің диэлектрик өтімділігі артқанда, жүйенің электрсыйымдылығы артады;
Өткізгіштердің бір-бірімен айқасу ауданын арттырғанда жүйенің электрсыйымдылығы артады
Зарядталған конденсатор энергиясы мына формуламен анықталады:
(4.17)
мұнда q – конденсатор орамының заряды, U – орамдар арасындағы потенциалдар айырымы. Зарядталған конденсатордың энергиясы деп олардың электр өрiсiн жасайтын энергияны айтады. Электр өрiсiнiң энергиясы өрiстiң негiзгi сипаттамасы – кернеулiк арқылы өрнектеледi:
(4.18)
мұнда - электр тұрақтысы.
Берiлген кернеуде қажеттi сыйымдылықты алу үшiн конденсаторды батареяға жалғайды.
Сыйымдылықтары
конденсаторларды
параллель жалғағанда (4.19 – сурет)
батареяның қорытқы электр сыйымдылығы
мына формуламен есептеледi:
,
(4.19)
бұл жағдайда конденсаторлар орамдары арасындағы потенциалдар айырымы бiрдей.
Конденсаторларды тiзбектей жалғағанда (4.20 – сурет) батареяның сыйымдылығы келесi формуламен анықталады:
(4.20)
бұл кезде конденсаторлардың заряды тең. Бұл жағдайда қорытқы сыйымдылық батареяға кiретiн кез-келген конденсатордың ең кiшi сыйымдылығынан кiшi болады.
Электростатикалық өрістегі диэлектриктер. Полярлы жəне полярлы емес
диэлектриктер.
Диэлектриктер (немесе изоляторлар) деп электр тогын өткiзбейтiн денелердi айтады.
Изолятордың немесе диэлектриктiң еркiн электр заряды жоқ нейтраль атомдарда электрондар мен ядролар бiр-бiрiмен байланысқан және электр өрiсiнiң әсерiнен бүкiл денеге орынауыстыра алмайды.
Өткiзгiштер мен диэлектриктер электростатикалық өрiсте өздерiн әрқалай ұстайды. Диэлектрик iшiнде электр өрiсi болуы мүмкiн; бұл жағдайда диэлектрик өрiске белгiлi бiр әсер бередi.
Диэлектриктердi екi түрге ажыратады: полярлық емес және полярлық.
Полярлық емес диэлектриктер молекулаларында және атомдарында оң және терiс зарядтардың таралу центрлерi сәйкес келедi. Мысалға, сутегi атомында оң заряд – протон – центрде болады, терiс заряд – электрон – ядро маңайында өте жоғары жылдамдықпен айналады, сондықтан уақыт бойынша орташа терiс зарядтың таралу центрi ортасына келедi, яғни оң зарядталған ядромен сәйкес келедi (4.6 – сурет) Полярлық емес диэлектриктер – инерттi газдар, сутегi, азот, көмiртегi және басқалар.
Полярлық диэлектриктер молекулаларында оң және терiс зарядтардың центрлерi сәйкес келмейдi. Мысалға, ас тұзының NaCl пайда болуы кезiнде, жетi валенттiк электрондары бар хлор атомы натрий атомының бiр валенттiк электронын iлестiредi. Өз ядросымен әлсiз байланысқан. Нейтраль атомдардың әрқайсысы таңбалары қарама-қарсы екi ионнан тұратын жүйеге айналады. Үлкен арақашықтықта молекуланың модульдерi бойынша тең және зарядтары бойынша бiр-бiрiнен L арақашықтықта қарама-қарсы екi нүктелiк зарядтардың жиынтығы ретiнде қарастыруға болады. Бұндай зарядтардың бүтiндей нейтраль жүйесiн электр диполi деп атайды (4.7 – сурет).
Электр
диполiнiң негiзгi сипаттамасы диполь
(электр) моментi
деп
аталатын векторлық физикалық шама
болып табылады. Бұл моменттiң модулi
заряд q
модулiнiң арақашықтыққа L
көбейтiндiсiне тең:
(4.5)
Дипольдiк момент бағыты дипольдiң терiс зарядтан оң зарядқа қараған осiмен сәйкес келедi.
Полярлық диэлектриктерге спирт, су және басқа заттар жатады.
Диэлектриктiң iшкi электр өрiсiне орынауыстыру кезiнде поляризация процесi жүредi. Поляризация деп диэлектриктiң оң жәнен терiс байланысқан зарядтарының қарама-қарсы бағыттарда араласуын айтады.
Полярлық диэлектриктiң поляризациясы. Iшкi электр өрiсiне енгiзген кезде полярлық диэлектриктiң әрбiр диполiне модульдары бойынша бiрдей және бағыттары бойынша қарама-қарсы екi күш әсер ете бастайды. Олар, өрiс күш сызықтары бойымен бағытталған ось бойынша бұрайтын, күш моментiн жасайды. Бұл жағдайда дипольдiң оң шетi электр өрiсi бағытына, ал терiс жағы – керi бағытта ойысады. Дипольдiк молекулалардың қатаң бағытталуына олардың жылулық қозғалысы кедергi жасайды. Сондықтан өрiстiң әсерiнен электрлiк дипольдердiң бағытталуы байқалады. Диэлектрик бетiнде байланысқан заряд туындайды. Диэлектрик iшiнде дипольдердiң оң және терiс заряды бiр-бiрiн теңгередi және орташа байланысқан заряд бұрынғыдай нөлге тең.
Полярлық емес диэлектриктiң поляризациясы. Iшкi электр өрiсiне орналасқан полярлық емес диэлектрикте молекулалардың оң және терiс зарядтардың бiр-бiрiне қатысты араласуы өтедi. Оң және терiс зарядтардың центрлерiнiң таралуы сәйкес келмейдi (беттеспейдi). Бұндай деформацияланған молекулаларды осi өрiс бойымен бағытталған электрлiк диполь ретiнде қарастыруға болады. Диэлектрик бетiнде полярлық диэлектриктi поляризациялау кезiндегiдей байланысқан зарядтар бола бастайды.
Диэлектрик iшiнде дипольдердiң оң және терiс заряды бiр-бiрiн теңгередi және орташа байланысқан заряд бұрынғыдай нөлге тең.
44.Тұрақты электр тоғы. Тізбек бөлігіне арналған Ом заңы.Толық тізбекке арналған Ом заңы. Электр қозғаушы күш.
ЭЛЕКТР ҚОЗҒАУШЫ КҮШ – электр тізбегіне жалғанған, табиғаты электрстатикалық емес энергия көзі. Тек қана электрстатик. күштер тұйық тізбекпен тұрақты токтың үздіксіз жүруін қамтамасыз ете алмайды. Өйткені бұл күштердің тұйық контур бойымен зарядты қозғалтуы үшін жұмсайтын жұмысы нөлге тең, ал ток жүрген кезде әдетте энергия шығыны болады. Сондықтан тұйық контурмен үздіксіз ток жүруі үшін электр тізбегінен тыс басқа бір энергия көзі болу керек. Бұл энергия көзі энергияны сырттан ала отырып, оны зарядтардың қозғалыс энергиясына айналдырады да, қосымша электр өрісін (Е) тудырады. Мұндай қосымша электр өрісі күшінің тұйық контур бойымен істейтін жұмысы нөлге тең болмайды: . Е' шамасы Э. қ. к. деп аталады және оның шамасы бірлік зарядты қозғалтуға кететін электрстатик. емес күштердің жұмысына тең. Потенциал сияқты Э. қ. к-тің де өлшеу бірлігі – вольт (в). Электролиттердегі иондардың диффузиясы, контур арқылы өткен магнит ағынының өзгеруі (эл.-магн. индукция), т.б. Э. қ. к-ін тудырады.
