Тармақталған тізбектерге арналған Кирхгоф ережелері
. Кирхгофтың бірінші ережесінің өрнегі былай болады:
,
(7.4)
мұндағы n- түйінде тоғысатын ток саны.
Кирхгофтың екінші ережесі:
,
(7.5)
мұндағы - контурдағы тізбек бөліктерінің саны. Бұл ережені қолданған кезде контурдағы токтың оң бағытын таңдап алу керек. Токтың бағыты таңдалған бағытпен сәйкес келсе, оң деп алынады. Электрқозғаушы күшінің бағыты да токтың оң бағытымен сәйкестендіріледі.
Газдардың электрөткізгіштігі
Газды ортада қалыпты жағдайда еркін зарядтар болмайды, орта электр тогын өткізбейді, оның молекулалары электрлік бейтарап. Газ молекулаларын иондаса (мысалы, рентген сәулелерімен), онда газдан электр тогы өтуі мүмкін. Бұл процесс газ разряды деп аталады, ал сыртқы иондаушы әсерінен болған разряд өздік емес разряд деп аталды.
Бастапқыда ол түзу сызықты заңдылықпен өзгереді де, осы бөліктегі ток тығыздығы келесі өрнекпен анықталады:
,
(7.6)
мұндағы
–
элементар заряд,
– иондар жұбының концентрациясы;
және
–
оң және теріс иондардың қозғалғыштығы
(бірлік кернеуліктегі иондардың
жылдамдығы); E
– электродтар арасындағы электр өрісінің
кернеулігі.
Өзін-өзі бақылауға арналған тесттер:
1. Ток тығыздығы j = 106 A/м2 кезінде ұштарындағы потенциалдар айырымы U = 2 B болатын ұзындығы l = 2 м өткізгіштің ρ меншікті кедергісін табу керек.
A) ρ=5·10-3Ом·м
B) ρ=2·10-6Ом·м
C) ρ=5·10-6Ом·м
D) ρ=10-6Ом·м
E)ρ=10-3Ом·м
2. Ұштарындағы потенциалдар айырымы U = 4 B болатын ұзындығы l = 0,2 м өткізгіштің бірлік көлемінде бөлінетін Р қуатын табу керек. Өткізгіштің меншікті кедергісі ρ = 10-6 Ом·м.
A)w = 5·108 Вт/м3
B)w = 4·105 Вт/м3
C) w = 4·108 Вт/м3
D)w = 108 Вт/м3
E)w = 2·108 Вт/м3
3. 1 см3-тағы иондардың 107 жұбы тепе-тең болып иондалған ауамен толтырылған түтіктің ұзындығы 84 см, қимасының ауданы S = 5 мм2. Түтіктің R кедергісін табу керек. Иондар бірвалентті. Иондардың қозғалғыштығы: в+= 1,3·10-4 м2/(В·с) және в- = 1,8·10-4 м2/(В·с).
A)R =5,4·1014 Ом
B) R =3,4·1014 Ом
C)R =4,4·1014 Ом
D)R =3,4·104 Ом
E)R =3,4·108 Ом
4. Жазық электродтарының арақашықтығы d=0,05м болатын иондағыш камерадан тығыздығы j=1,6·10-5А/м2 қаныққан ток өтеді. Камераның 1 см3 көлемінде 1c-та пайда болатын бірвалентті иондар жұбының n санын табу керек.
A)n =2·107 c-1·cм-3
B)n =2·108 c-1·cм-3
C) n =2·109 c-1·cм-3
D)n =2·1010 c-1·cм-3
E)n =2·1011 c-1·cм-3
5. Иондағыш камераның көлемі V = 620 см3. Иондағыш әрбір секунд сайын 1 см3 көлемде 109 ион жұбын жасайды. Иондарды бірвалентті деп есептеп, камерадағы Iқ қанығу тоғын табу керек.
A) Iнас = 9,92·10-8А
B)Iнас = 8,92·10-8А
C)Iнас = 7,92·10-8А
D)Iнас = 6,92·10-8А
E)Iнас = 5,92·10-8А
6. Жердің электр өрісінің орташа кернеулігі 130 В/м. Атмосферада өтетін j өткізгіштік ток тығыздығын табу керек. Ауаның 1 м3 көлемінде өткізгіштікті қамтамасыз ететін 7·108 бірвалентті иондар жұбы бар.
A) j = 4,8·10-12 А/м2
B)j = 5,8·10-12 А/м2
C) j = 8·10-12 А/м2
D) j = 4·10-12 А/м2
E)j = 8,8·10-12 А/м2
8-дәріс
Магнит өрісі. Магнит индукция векторы. Био-Савар-Лаплас заңы.
Лоренц күші. Ампер күші. Холл эффекті. Магнит өрісі үшін Гаусс теоремасы.
Тогы бар өткізгіштің магнит өрісінде орнын ауыстыру жұмысы.
Магнетиктер. Гистерезис. Кюри температурасы.
Био-Савар-Лаплас заңы
(8.1)
І
8.1-сурет. векторының бағытын анықтау.
Магнит индукциясы векторының модулі келесі өрнекпен анықталады:
,
(8.2)
мұндағы–
мен
арасындағы
бұрыш.
(8.2) өрнегі Био-Савар-Лаплас заңының скалярлық түрі. Магнит өрісі үшін суперпозиция принципі орындалады:
. (8.3)
1. Био-Савар-Лаплас заңын пайдаланып тогы бар шексіз ұзын түзу өткізгіштің төңірегіндегі магнит өрісінің индукциясын анықтауға болады. Тогы бар шексіз ұзын түзу өткізгіштің центрінен өткізгішке перпендикуляр R қашықтықтағы нүктедегі магнит индукциясы:
. (8.4)
2. Дөңгелек токтың центріндегі магнит өрісінің индукциясы:
.
(8.5)
Магнит өрісінде орналасқан dl ток элементіне әсер етуші күш Ампер күші:
,
(8.6)
мұндағы
І – ток күші,
–
элементі орналасқан нүктедегі магнит
индукциясы. Ампер күші әруақытта
және
векторлары жатқан жазықтыққа перпендикуляр
болады.
Ампер күшінің модулі:
dF= І B dl sіn, (8.7)
мұндағы – және векторлары арасындағы бұрыш. Ампер заңының көмегімен екі параллель, шексіз ұзын, түзу токтардың әсерлесу күшін төмендегі өрнек арқылы анықтауға болады:
. (8.8)
Мұндағы
.
Индукциясы ( ) магнит өрісінде ( ) жылдамдықпен қозғалатын зарядқа магнит өрісі тарапынан белгілі бір бағытта күш әсер етеді. Бұл әсер Лоренц күші деп аталады. Бұл күш заряд (q), жылдамдық ( ) және индукция векторы ( ) шамаларына тәуелді болады, оның бағыты және векторлары арқылы анықталады:
.
(8.9)
(8.9) өрнегі Лоренц күшінің векторлық түрдегі формуласы.Лоренц күшінің модулі (немесе Лоренц күшінің скалярлық түрі):
,
(8.10)
мұндағы – және векторларының арасындағы бұрыш. Егер зарядталған бөлшек тыныштық қалыпта ( =0) болса, онда оған магнит өрісі тарапынан ешқандай күш әсер етпейді. Магнит өрісі тек қана қозғалыстағы зарядтарға әсер етеді. Лоренц күші және векторлары орналасқан жазықтыққа пенпендикуляр болып,оның бағыты векторлық көбейтінді арқылы анықталады.