47.Электр әлеуеті және кернеуді түсіндіріңіз

Электр өрісінің күшінің әсерінен зарядталған бөліктер жылжығанда, электр өрісінің энергиясының өзгеруі арқылы жұмыс өндіріледі.

Мысалы, оң зарядты бөлік , электр өрісінде а нүктесінен b нүктесіне белгілі жолмен жылжыды дейік.( 1-серет)

F=q₀E күші, өріс жатқан бөлікке әсер ететін, жолдың әр нүктесіне, кереулік өрісінің сызығына бағытталған , сол нүктеден өтіп Е-ге бағытталған.

а-F күшімен осы нүкте траекториясындағы Т-ға сүйкелуден оң бағытын Е мен d l арасындағы бұрышы деп есептеймиз.Бөлшек жылжуына қарай бағытталған dl векторды dl элементіне тең деп белгілейміз.Зарядталған бөлік l жолымен жылжығанда өріс күші жұмыс жасайды:

dA=FDlcosα=q₀EDlcosα=q₀EDl (1)

Өріс күшімен жасалатын жұмыс,бөліктің а нүктесінен b нүктесіне жылжығанда :

А=_aʃ^bFcosαdl=_aʃ^b Eq₀cosαdl=q_{0 a}ʃ^b Edl (2)

φ_a= Aa/q₀=_aʃ^∞Edl [B] (3)

φ=q/4πRε_a (4)

R- нүкте мен заряд арақашықтығы

ε_a- заттың абсолюттік диэлектрикалық өтімділігі.

Электр қрісінің күшімен нүктелі зарядты а нүктесінен в нүктесіне жылжытқанда , төмендегідей жұмыс жасалады:

А_ab=A_a-A_b=φ_a q₀- φ_a φ_b q0= q0(φ_a- φ_a) (5)

Сондықтан, жұмыс электр әлеуетінің айырылымына пропорционалды болады. Электр өрісінің екі нүктесінің әлеуетінің айырылымын,электр кернеуі деп аталады.

u_ab= φ_a- φ_b=A_ab/q₀= _aʃ^b Edl [B] (6)

Сонымен, электр кернеуі дегеніміз - бір өлшем зарядты өрістің бір нүктесінен екінші нүктеге жылжытқанда жұмыстың шығыны.

u_ab=Ed (7)

48.Электр тізбек элементтерін талдап түсіндіріңіз.

Элементтермен ток жүрген кезде электр энергиясының басқа түрлеріне айналып отырады. Мысалы, сымныңбойымен ток жүргендесымныңайналысындаэлектр магнит қрістеріпайдаболадыжәнесымқызады. Ал электржәне магнит қрістерініңэнергиясы бары белгілі. Ендешеол энергия электрэнергиясыныңтүрленуінәтижесіндепайдаболады. Солсияқтысымқызғанкездебөлініпшығатынжылу да электрэнергиясынаналынған. Ендешеэлектрэнергиясысымбойыментарағанкездеэлектржәне магнит өрістерініңэнергиясынажәнежылуэнергиясынаалынады. Бірақолэнергияныңмөлшеріэлементтердіңзатына, оныңгеометриялықөлшемдерінебайланысты.

Элементтіңэлектрэнергиясынэнергияныңбасқатүрінеқайтамсызтүрлендіретінқасиетінкедергідепаталатынпараметрменсипаттайды. Кедергініңөлшембірлігі Ом.

Тұрақтыжәнеайнымалы ток тізбегіндегікедергі

, .

мұндағы: W - энергияныңбасқатүрінеқамтамасызтүрленгенэлектрэнергиясы; І, і - тұрақтыжәнеайнымалы ток тізбегіндегі ток күші; t -уақыт.

Элементтіңтұрақтытокқакедергесіомдықкедергі, ал айнымалытокқакедергісіактивтікедергідепаталады. Жалпыалғандаомдықжәнеактивтікедергілердіңмәндеріөзаратеңболмайды. Бірақтөменгіжиіліктітоктарүшінбұлайырмашылықөте аз болғандықтанолардыбөлектемей, тек кедергідепатап, сан мәндеріөзаратеңдепалынады.

Кедергісінпайдалануғаарналғанаспап резистор депаталады.

Элементтіңэлектрэнергиясын магнит өрісініңэнергиясынатүрлендіретінқасиетіниндуктивтілікдепаталатынпараметрменсипаттайды. Индуктивтіліктіңөлшембірлігі 1Гн (Генри).

Мұндағыψ өнбойменілінсекмагнитағыны.

Индуктивтігінпайдалануғаарналғанаспапиндуктивтішарғыдепаталады.

Элементтіңэлектрэнергиясынэлектрөрістіңэнергиясынатүрлендіретінқасиетінсыйымдылықдепалатынпараметрменсипаттайды. Сыйымдылықтыңөлшембірлігі 1Ф (Фарад).

Тұрақтыжәнеайнымалы ток тізбегіндесыйымдылық

мұндағы: Q, q - тұрақтыжәнеайнымалы ток тізбегіндегіэлементтің заряды (ұйығы); U, u - тұрақтыжәнеайнымалы ток тізбегіндегіэлементтіңкернеуі.

Сыйымдылығынпайдалануғаарналғанаспап конденсатор депаталады. Бұлпараметрлер мен аспаптардыңқабылданғанграфикалықшарттыблгілері 2-ші а-суреттекелтірген.

Аталғанқасиеттержәнеолардысипаттайтынпараметрлербарлықэлементтергетән. Бірақәдеттеолардыңбіреуі не екеуікөбірек, басымдаукеледі. Мұндайжағыдайдаәлсізқасиетінескермей, элемент бір не екіпараметргеғанаиедепқарастыруғаболады. Тек қанабірпараметрі бар депалынған элемент идеал элемент делінеді.Элементтердегі, тізбектердегіфизикалықжәнеэлектрлікқұбылыстарталдауүшінолардыңорынбасарлықсхемасынқұрады. Орынбасарлық схема параметрлеріқарастырылыпотырғанқұрылғыныңпараметрлерінетең идеал элементтердентұрады. Мысалы, электрлікқозғалтқыштардыңорамалы ток жүргенкездеқызадыжәне магнит өрісінтудырады, ал электрсыйымдылығыөте аз. Сондықтанорамалардыңорынбасарлықсхемасыкедергі мен индуктистіліктентұрадыдепалуғаболады ( 2-ші, б-сурет). Электр желісі де ток жүргенкездеқызадыжәне магнит өрісінтудырады. Соныменқатарэлектржелісініңсымдарыныңарасындажәнесымдар мен жердіңарасындаэлектрөрісіпайдаболады. Олайболсаэлектржелісініңкедергісі, индуктивтілігіжәнесыйымдылығы бар екен (2-ші, в-сурет). Жалпыалғанда, электрқабылдағыштарды, тізбекэлементтерінжәнетізбектердібіріздінемесе параллель орынбасарлықсхемаларменкескендеугеболады.