Elektrostatik maydonlarning superpozitsiyasi printsipidan foydalangan holda elektr zaryadlari tizimining maydon kuchini hisoblashni nemis olimi K. Gauss (1777-1855) tomonidan olingan teoremadan foydalanib, elektr maydon kuchining oqimini aniqlaydigan juda soddalashtirish mumkin. ixtiyoriy yopiq sirt orqali vektor.
(79.3) formulaga muvofiq, radiusli sferik sirt orqali intensivlik vektorining oqimi r, nuqtaviy zaryadni qamrab oladi Q, uning markazida joylashgan (124-rasm),
Bu natija har qanday shakldagi yopiq sirt uchun amal qiladi. Haqiqatan ham, agar sharni (124-rasm) ixtiyoriy yopiq sirt bilan o'rab olsak, u holda sharga kirib boradigan har bir taranglik chizig'i ham shu sirtdan o'tadi.
Agar ixtiyoriy shakldagi yopiq sirt zaryadni qoplasa (125-rasm), u holda har qanday tanlangan kuchlanish chizig'i sirt bilan kesishganda, u keyin unga kiradi, keyin uni tark etadi. Oqimni hisoblashda chorrahalarning toq soni oxir-oqibat bitta kesishmaga kamayadi, chunki kuchlanish chiziqlari sirtdan chiqsa, oqim ijobiy, kiruvchi chiziqlar uchun esa salbiy hisoblanadi.
yuzasiga. Agar yopiq sirt zaryadni qoplamasa, u holda u orqali oqim nolga teng bo'ladi, chunki sirtga kiradigan kuchlanish chiziqlari uni tark etadigan kuchlanish chiziqlari soniga teng.
Shunday qilib, har qanday shakldagi sirt uchun, agar u yopiq bo'lsa va nuqta zaryadini o'z ichiga oladi Q, oqim vektori E Q/ 0 ga teng bo'ladi, ya'ni.
Oqimning belgisi zaryadning belgisi bilan bir xil Q. Atrofni o'rab turgan ixtiyoriy sirtning umumiy holatini ko'rib chiqing n to'lovlar. Superpozitsiya printsipiga muvofiq (80.2), kuchlanish E barcha zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon intensivliklarning yig'indisiga teng E i , har bir zaryad tomonidan alohida yaratilgan: ; . Shunung uchun
(81.1) ga ko'ra yig'indi belgisi ostidagi integrallarning har biri Q i / 0 ga teng. Demak,
Formula (81.2) teoremani ifodalaydi Gauss uchun elektrostatik maydon vakuumda: elektrostatik maydon kuchi vektorining vakuumdagi ixtiyoriy yopiq sirt orqali oqishi bu sirt ichida oʻralgan zaryadlarning algebraik yigʻindisi 0 ga boʻlinganga teng. Bu teorema uchun matematik tarzda olingan vektor maydoni har qanday tabiatning rus matematigi M.V.Ostrogradskiy (1801-1862), keyin esa undan mustaqil ravishda, elektrostatik maydonga nisbatan - K. Gauss tomonidan.
Umumiy holatda, elektr zaryadlari ba'zilari bilan "bulg'angan" bo'lishi mumkin
massa zichligi =dQ/dV, har xil
kosmosning turli joylarida. Keyin umumiy zaryad ma'lum bir hajmni o'rab turgan yopiq sirt S ichida joylashgan V,
(81.3) formuladan foydalanib, Gauss teoremasini (81.2) quyidagicha yozish mumkin:
§ 82. Vakuumdagi ba'zi elektrostatik maydonlarni hisoblashda Gauss teoremasining qo'llanilishi.
1. Bir xil zaryadlangan cheksiz tekislikning maydoni. Cheksiz tekislik (126-rasm) doimiy bilan zaryadlangan sirt zichligi+ (=dQ/dS-birlik sirtiga zaryad). Kesish chiziqlari ko'rib chiqilayotgan tekislikka perpendikulyar va undan ikkala yo'nalishda ham yo'naltirilgan. Tsilindrni aqliy ravishda yopiq sirt sifatida quramiz, uning asoslari zaryadlangan tekislikka parallel va o'qi unga perpendikulyar. Tsilindrning generatorlari taranglik chiziqlariga parallel (cos=0) bo'lgani uchun, u holda silindrning yon yuzasi bo'ylab kuchlanish vektorining oqimi nolga teng bo'ladi va silindr bo'ylab umumiy oqim teng bo'ladi. uning asoslari bo'ylab oqimlarning yig'indisi (asoslarning maydonlari poydevor uchun tengdir). E n mos keladi E), bular. teng 2ES. Tuzilgan silindrsimon yuzaning ichiga o'ralgan zaryad S ga teng. Gauss teoremasiga ko'ra (81.2), 2ES= S/ 0 , qayerda
E=/(2 0). (82.1)
(82.1) formuladan kelib chiqadiki E tsilindrning uzunligiga bog'liq emas, ya'ni har qanday masofada maydon kuchi mutlaq qiymatda bir xil bo'ladi, aks holda
Boshqacha qilib aytganda, bir xil zaryadlangan tekislikning maydoni bir hil.
2. Ikki cheksiz parallel qarama-qarshi zaryadlangan tekislik maydoni(127-rasm). Samolyotlar sirt zichligi + va - bo'lgan bir xil qarama-qarshi zaryadlar bilan zaryadlangan bo'lsin. Bunday tekisliklarning maydoni har bir tekislik tomonidan alohida yaratilgan maydonlarning superpozitsiyasi sifatida topiladi. Rasmda yuqori o'qlar musbat zaryadlangan tekislikdan maydonga, pastki o'qlar salbiy tekislikdan maydonga to'g'ri keladi. Samolyotlarning chap va o'ng tomonida maydonlar chiqariladi (kuchlanish chiziqlari bir-biriga yo'naltiriladi), shuning uchun bu erda maydon kuchi E=0. Samolyotlar orasidagi hududda E=E + +E - (E+ va E - formula (82.1) bo'yicha aniqlanadi), shuning uchun hosil bo'lgan kuchlanish
E=/ 0. (82.2)
Shunday qilib, tekisliklar orasidagi mintaqada hosil bo'lgan maydon kuchi (82.2) formula bilan tavsiflanadi va tekisliklar bilan chegaralangan hajmdan tashqarida u nolga teng.
3. Bir tekis zaryadlangan sferik yuzaning maydoni. Sferik sirt radiusi R umumiy to'lov bilan Q bilan teng zaryadlangan sirt zichligi+0. Zaryadning sirt ustida bir xil taqsimlanishi tufayli u tomonidan yaratilgan maydon sferik simmetriyaga ega.
Shuning uchun kuchlanish chiziqlari radial yo'naltiriladi (128-rasm). Keling, aqliy ravishda radiusli sharni quraylik r, zaryadlangan shar bilan umumiy markazga ega bo'lish. Agar r> R, keyin butun zaryad sirtga kiradi Q, bu ko'rib chiqilgan maydonni yaratadi va Gauss teoremasiga (81.2) ko'ra, 4r 2 E=Q/ 0, qaerdan
Da r>R maydon masofa bilan kamayadi r
nuqta zaryadi bilan bir xil qonunga muvofiq. qaramlik grafigi E dan r shaklda ko'rsatilgan. 129. Agar r"
1.7-rasm. Gauss teoremasining kelib chiqishiga.
q 1 ,q 2 ,...q n zaryadlarning elektrostatik maydon kuchining vakuumdagi (=1) bu zaryadlarni o‘rab turgan ixtiyoriy yopiq sirt orqali o‘tishi aniqlansin.Avval uning markazida joylashgan bir zaryad +q ni o'rab turgan radiusi R bo'lgan sferik sirt holatini ko'rib chiqamiz (1.7-rasm).
, bu yerda - sharning yopiq yuzasi ustidagi integral. Sferaning barcha nuqtalarida vektorning moduli bir xil bo'lib, u sirtga perpendikulyar yo'naltirilgan. Shuning uchun 
. Sharning sirt maydoni. Demak, bundan kelib chiqadi
.
P
1.8-rasm. Zaryadni qoplaydigan sirtning kuch chiziqlarining kesishishi (bo'limda ko'rsatilgan).
1.8-rasmda q0 zaryadini qoplaydigan ixtiyoriy yopiq sirt ko'rsatilgan. Ba'zi kuchlanish chiziqlari endi sirtdan chiqib, keyin unga kiradi. Barcha kuchlanish chiziqlari uchun sirt bilan kesishishlar soni toqdir.
Oldingi paragrafda ta'kidlanganidek, yopiq sirt bilan chegaralangan hajmdan chiqadigan kuchlanish chiziqlari F e musbat oqim hosil qiladi; hajmga kiruvchi chiziqlar manfiy oqim hosil qiladi -F e.Kirish va chiqishdagi oqimlar kompensatsiya qilinadi. Shunday qilib, butun sirt bo'ylab umumiy oqimni hisoblashda, har bir maydon chizig'i bilan yopiq sirtning faqat bitta (kompensatsiyalanmagan) kesishishini hisobga olish kerak.
Agar q zaryadi yopiq sirt S bilan qoplanmagan bo'lsa, u holda bu sirtga kiruvchi va undan chiqadigan kuch chiziqlari soni bir xil bo'ladi (1.9-rasm). Bunday sirt orqali vektorning umumiy oqimi nolga teng: F E =0.
R
1.9-rasm. Zaryadni qoplamaydigan sirtning kuch chiziqlarining kesishishi (bo'limda ko'rsatilgan).
Elektrostatik maydon kuchi vektorining vakuumdagi ixtiyoriy yopiq sirt orqali o'tishi bu sirt qoplagan zaryadlarning algebraik yig'indisining elektr doimiysiga bo'linganiga teng. 0 . Bu formula K. Gauss teoremasidir.
Umumiy holda, elektr zaryadlari ma'lum bir massa zichligi bilan taqsimlanishi mumkin, bu kosmosning turli joylarida farqlanadi. U holda yopiq sirt bilan o'ralgan V hajmning umumiy zaryadi S ga teng bo'ladi 
Gauss teoremasi esa quyidagicha yozilishi kerak 
.
Gauss teoremasi katta amaliy qiziqish uyg'otadi: u turli shakldagi zaryadlangan jismlar tomonidan yaratilgan maydon kuchlarini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
1. 9. Elektrostatik maydon kuchini hisoblashda Gauss teoremasini qo‘llash.
Bir xil zaryadlangan cheksiz tekislikning maydoni sirt zaryad zichligi bilan + .
Yuzaki zaryad zichligi yoki birlik yuzasiga zaryad bo'lsin. Maydon kuch chiziqlari bu tekislikka perpendikulyar bo'lib, undan har ikki tomonga yo'naltirilgan (1.10-rasm).
Asoslari dS zaryadlangan sirtga parallel va vektorga parallel bo'lgan generatrixli yopiq silindrsimon sirtni quramiz. Oxirgi shartdan keyin silindrning yon yuzasi bo'ylab F E kuchlanish oqimi nolga teng. Shuning uchun silindrsimon sirt orqali o'tadigan umumiy oqim uning asoslari bo'ylab oqimlarning yig'indisiga teng. Vektor asoslarga perpendikulyar bo'lgani uchun E n =E va to'liq oqim F E ni F E =2EdS shaklida yozish mumkin.
1.10-rasm. Cheksiz zaryadlangan tekislikning maydon kuchini aniqlash.
Gauss teoremasiga ko'ra, silindrsimon sirt bilan o'ralgan zaryad qayerda. Shunday qilib
,
.
Agar tekislik nisbiy o'tkazuvchanligi bo'lgan muhitga joylashtirilsa, u holda tekislik hosil qilgan elektrostatik maydon kuchi ga teng bo'ladi.
Formuladan kelib chiqadiki, E tekislik va kuzatish nuqtasi orasidagi masofaga bog'liq emas, ya'ni. bir xil zaryadlangan cheksiz tekislikning maydoni bir xil.
Ikki cheksiz qarama-qarshi zaryadlangan tekislikning maydoni.
1.11-rasm. Ikki parallel qarama-qarshi zaryadlangan tekislikning maydon kuchini aniqlash.
1.11-rasmda chizmaga perpendikulyar, sirt zaryad zichligi + bo'lgan ikkita shunday tekislik mavjud. Va - . Samolyotlarning kuch chiziqlari ularga perpendikulyar va bir-biriga parallel. Kuch chiziqlari tekislikdan chiqib ketadi + va samolyotga kiring . Rasmda qattiq o'qlar tekislikning maydonini + ko'rsatadi va nuqta - tekislik maydoni - .Ikkala tekislikning maydon kuchlari mutlaq qiymatda tengdir 
. Biroq, kuchlanish tekisliklarining o'ng va chap tomoniga va qarama-qarshi yo'naltirilgan, shuning uchun umumiy E=0 va maydon yo'q. Samolyotlar orasidagi maydonda va xuddi shu tarzda yo'naltiriladi, shuning uchun 
.
Elektrostatik maydonning kuchi, (88.5) ga binoan, muhitning xususiyatlariga bog'liq: bir hil izotrop muhitda, maydon kuchi. E e ga teskari proportsionaldir. Kuchlanish vektori E, dielektriklarning chegarasidan o'tib, keskin o'zgarishlarga uchraydi va shu bilan elektrostatik maydonlarni hisoblashda noqulaylik tug'diradi. Shuning uchun, intensivlik vektoridan tashqari, maydonni tavsiflash ham zarur bo'lib chiqdi elektr siljish vektori, Bu elektr izotrop muhit uchun ta'rifi bo'yicha - ga teng.
D= e 0 e E.(89.1)
(88.6) va (88.2) formulalar yordamida elektr siljish vektorini quyidagicha ifodalash mumkin.
D= e 0 E+P.(89.2)
Elektr siljish birligi kvadrat metr uchun marjondir (C / m 2).
Elektr siljishi vektori bilan nima bog'lanishi mumkinligini ko'rib chiqing. Bog'langan zaryadlar dielektrikda erkin elektr zaryadlar tizimi tomonidan yaratilgan tashqi elektrostatik maydon mavjudligida paydo bo'ladi, ya'ni dielektrikda erkin zaryadlarning elektrostatik maydoniga bog'langan zaryadlarning qo'shimcha maydoni qo'shiladi. Natija maydoni dielektrikda maydon kuchi vektori bilan tavsiflanadi E, va shuning uchun u dielektrikning xususiyatlariga bog'liq. Vektor D hosil bo'lgan elektrostatik maydonni tavsiflaydi bepul to'lovlar. Biroq, dielektrikda paydo bo'ladigan bog'langan zaryadlar maydon hosil qiluvchi erkin zaryadlarning qayta taqsimlanishiga olib kelishi mumkin. Shuning uchun vektor D yaratilgan elektrostatik maydonni xarakterlaydi bepul to'lovlar(ya'ni, vakuumda), lekin ularning kosmosda taqsimlanishi bilan, ya'ni dielektrik mavjudligida.
Maydon bilan bir xil E, maydon D bilan tasvirlangan elektr siljish liniyalari, yo'nalishi va zichligi keskinlik chiziqlari bilan bir xil tarzda aniqlanadi.
Vektor chiziqlariE har qanday zaryadda boshlanishi va tugashi mumkin - erkin va bog'langan, vektorning chiziqlari esaD - faqat bepul to'lovlar bilan. Bog'langan zaryadlar joylashgan maydon maydonlari orqali vektorning chiziqlari D uzluksiz o'tish.
O'zboshimchalik uchun yopiq sirt 5 ip vektori D bu sirt orqali
Dielektrikdagi elektrostatik maydon uchun Gauss teoremasi:
ya'ni dielektrikdagi elektrostatik maydonning siljish vektorining o'zboshimchalik bilan yopiq sirt orqali o'tishi, bu sirt ichidagi yopiq sirtning algebraik yig'indisiga teng. ozod elektr zaryadlari. Bu shaklda Gauss teoremasi bir jinsli va izotropik muhit uchun ham, bir jinsli va anizotrop muhit uchun ham elektrostatik maydon uchun amal qiladi.
Vakuum uchun D n =e 0 E n(e=1), keyin intensivlik vektorining oqimi E ixtiyoriy yopiq sirt orqali (qarang. (81.2)) hisoblanadi
Dala manbalaridan beri E muhitda ham erkin, ham bog'langan zaryadlar bo'lsa, maydon uchun Gauss teoremasi (81.2) E eng umumiy shaklda yozilishi mumkin
Shunga ko'ra, yopiq sirt bilan qoplangan erkin va bog'langan zaryadlarning algebraik yig'indisi 5. Biroq, bu formula maydonni tavsiflash uchun qabul qilinishi mumkin emas. E dielektrikda, chunki u noma'lum maydonning xususiyatlarini ifodalaydi E bog'langan zaryadlar orqali, o'z navbatida, u bilan belgilanadi. Bu elektr siljish vektorini joriy etishning maqsadga muvofiqligini yana bir bor isbotlaydi.
Ishning oxiri -
Ushbu mavzu quyidagilarga tegishli:
Elektr zaryadining saqlanish qonuni
Ikkita bir jinsli izotropik dielektriklar orasidagi chegaradagi E va D vektorlari orasidagi bog‘lanishni ko‘rib chiqamiz, ularning o‘tkazuvchanliklari e va e... qayerdan...
Agar sizga ushbu mavzu bo'yicha qo'shimcha material kerak bo'lsa yoki siz qidirayotgan narsangizni topa olmagan bo'lsangiz, bizning ishlar ma'lumotlar bazasida qidiruvdan foydalanishni tavsiya etamiz:
Qabul qilingan material bilan nima qilamiz:
Agar ushbu material siz uchun foydali bo'lib chiqsa, uni ijtimoiy tarmoqlardagi sahifangizga saqlashingiz mumkin:
| tvit |
Ushbu bo'limdagi barcha mavzular:
Elektr zaryadining saqlanish qonuni
Qadim zamonlarda ham, junga kiyilgan amber engil narsalarni o'ziga jalb qilishi ma'lum edi. Ingliz shifokori Gilbert (16-asr oxiri) ishqalanishdan keyin engil tortishga qodir bo'lgan jismlarni nomladi.
Coulomb qonuni
Ruxsat etilgan nuqtali elektr zaryadlarining o'zaro ta'siri qonuni 1785 yilda S. Kulon tomonidan G. Kavendish tomonidan qo'llanilganiga o'xshash burilish balanslari (22-bandga qarang) yordamida o'rnatildi.
elektrostatik maydon. Elektrostatik maydon kuchi
Agar elektr zaryadini o'rab turgan fazoga boshqa zaryad kiritilsa, u holda unga Kulon kuchi ta'sir qiladi; Bu shuni anglatadiki, kosmosda elektr zaryadlari mavjud
Elektrostatik maydonlarning superpozitsiyasi printsipi
Ruxsat etilgan zaryadlar tizimi q1 tomonidan yaratilgan elektrostatik maydonning har bir nuqtasida E intensivlik vektorining qiymati va yo'nalishini aniqlash usulini ko'rib chiqing.
Kuchlanish vektor oqimi. Vakuumdagi elektrostatik maydon uchun Gauss teoremasi
Elektrostatik maydonlarni superpozitsiya qilish printsipidan foydalangan holda elektr zaryadlari tizimining maydon kuchini hisoblashni nemis olimi K. Gauss tomonidan olinganidan foydalangan holda ancha soddalashtirish mumkin.
Vakuumdagi ba'zi elektrostatik maydonlarni hisoblashda Gauss teoremasining qo'llanilishi
1. Bir xil zaryadlangan cheksiz tekislikning maydoni.Cheksiz tekislik (126-rasm) doimiy sirt zichligi + s (s = dQ / dS-zaryaddan keladigan) bilan zaryadlangan.
Elektr maydonining ishi. Elektrostatik maydon kuchi vektor aylanishi
Agar nuqta zaryadining elektrostatik maydonida Q 1-nuqtadan 2-nuqtaga ixtiyoriy traektoriya boʻylab (132-rasm) boshqa nuqta zaryadi Q0 harakatlansa, u holda kuch, da
Elektrostatik maydonning potentsiali. Potensial farq.
Potensial kuchlar maydonida joylashgan jism (va elektrostatik maydon potentsialdir) potentsial energiyaga ega, buning natijasida ish maydon kuchlari tomonidan amalga oshiriladi (12-§ ga qarang). Ma'lumki
Potentsial gradient sifatida kuchlanish. Ekvipotentsial yuzalar
Keling, uning quvvat xarakteristikasi bo'lgan elektrostatik maydonning kuchi va potentsial - maydonning energiya xarakteristikasi o'rtasidagi bog'liqlikni topaylik. bet ustida ishlash
Maydon kuchidan potentsial farqni hisoblash
Maydon kuchi va potentsial o'rtasida yuqorida o'rnatilgan bog'liqlik ma'lum maydon kuchidan ushbu maydonning ikkita ixtiyoriy nuqtasi orasidagi potentsial farqni topishga imkon beradi.
Dielektriklarning turlari. Polarizatsiya turlari
Dielektrik (har qanday modda kabi) atomlar va molekulalardan iborat. Molekulaning barcha yadrolarining musbat zaryadi elektronlarning umumiy zaryadiga teng bo'lganligi sababli, molekula umuman elektr neytral hisoblanadi. E
Polarizatsiya. Dielektrikdagi maydon kuchi. Erkin va majburiy to'lovlar. Muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi
Dielektrik tashqi elektrostatik maydonga joylashtirilsa, u qutblanadi, ya'ni nolga teng bo'lmagan dipol momentga ega bo'ladi.
Elektrostatik maydondagi o'tkazgichlar
Agar siz o'tkazgichni tashqi elektrostatik maydonga joylashtirsangiz yoki uni zaryad qilsangiz, u holda o'tkazgichning zaryadlariga elektrostatik maydon ta'sir qiladi, buning natijasida ular harakatlana boshlaydi. o'zgartirish
Yakka o'tkazgichning elektr sig'imi
Yakka o'tkazgichni ko'rib chiqing, ya'ni. e) boshqa o'tkazgichlar, jismlar va zaryadlardan ajratilgan o'tkazgich. Uning potentsiali, (84.5) ga binoan, o'tkazgichning zaryadiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Taxminan
Kondensatorlar
§ 93 dan ko'rinib turibdiki, o'tkazgichning katta sig'imga ega bo'lishi uchun u juda katta bo'lishi kerak. Biroq, amalda, kichik o'lchamlarda qobiliyatga ega bo'lgan qurilmalar kerak bo'ladi
Zaryadlar tizimining energiyasi, bir o'tkazgich va kondansatör. Elektrostatik maydon energiyasi
1. Ruxsat etilgan nuqtaviy zaryadlar tizimining energiyasi O'zaro ta'sirning elektrostatik kuchlari konservativdir (83-§ ga qarang); shuning uchun zaryadlar sistemasi potentsial energiyaga ega
Elektrostatik maydonning energiyasi.
Yassi kondansatör energiyasini zaryadlar va potentsiallar bo'yicha ifodalovchi formulani (95.4) tekis kondansatkichning sig'imi (C \u003d e0e / d) va vaqtlar ifodasidan foydalanib o'zgartiramiz.
Elektr toki, kuch va oqim zichligi
Elektrodinamikada hodisalar bilan shug'ullanadigan elektr ta'limotining bo'limi
Uchinchi tomon kuchlari. Elektromotor kuch va kuchlanish
Agar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim tashuvchilarga faqat elektrostatik maydon kuchlari ta'sir etsa, u holda tashuvchilar katta potentsialli nuqtalardan pastroq bo'lgan nuqtalarga o'tadilar (ular musbat deb hisoblanadilar).
Ohm qonuni. Supero'tkazuvchilar qarshiligi
Nemis fizigi G. Om (1787-1854) eksperimental ravishda bir hil metall o'tkazgich (ya'ni tashqi kuchlar ta'sir qilmaydigan o'tkazgich) orqali o'tadigan I tokning kuchini aniqladi.
Zanjirning bir jinsli bo'lmagan qismi uchun Om qonuni
Devrenning bir hil bo'lmagan qismini ko'rib chiqing, bu erda joriy emf. 1-2 bo'limda biz p12 bilan belgilaymiz va bo'lim oxirida qo'llaniladigan farq
Ish va joriy quvvat. Joule-Lenz qonuni
Bir hil o'tkazgichni ko'rib chiqaylik, uning uchlariga U kuchlanish qo'llaniladi.At vaqt davomida o'tkazgich kesimi orqali dq = Idt zaryad o'tkaziladi. Chunki oqim
Tarmoqlangan zanjirlar uchun Kirxgof qoidalari
Umumlashtirilgan Ohm qonuni (qarang (100.3)) deyarli har qanday murakkab sxemani hisoblash imkonini beradi. Shu bilan birga, bir nechta yopiq halqalarni o'z ichiga olgan tarvaqaylab ketgan zanjirlarni to'g'ridan-to'g'ri hisoblash (looplar mumkin
Metalldan elektronlarning ish funksiyasi
Tajriba shuni ko'rsatadiki, oddiy haroratlarda erkin elektronlar deyarli metallni tark etmaydi. Shuning uchun metallning sirt qatlamida to'xtatuvchi elektr maydoni bo'lishi kerak
Emissiya hodisalari va ularning qo'llanilishi
Agar metallardagi elektronlarga ish funksiyasini yengish uchun zarur energiyani bersak, elektronlarning bir qismi metallni tark etishi mumkin, buning natijasida elektron emissiya hodisasi kuzatiladi yoki
Gazlarning ionlanishi. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz chiqarish
Juda yuqori bo'lmagan haroratlarda va atmosferaga yaqin bosimdagi gazlar yaxshi izolyator hisoblanadi. Yaxshi izolyatsiyaga ega zaryadlangan elektrometr quruq atmosfera havosiga joylashtirilsa
Mustaqil gaz chiqarish va uning turlari
Tashqi ionizatorning ta'siri tugagandan keyin ham davom etadigan gazdagi razryad mustaqil deyiladi. Keling, mustaqil oqimning paydo bo'lish shartlarini ko'rib chiqaylik. Qanaqasiga
Plazma va uning xossalari
Plazma yuqori ionlashgan gaz bo'lib, unda musbat va manfiy zaryadlarning kontsentratsiyasi deyarli bir xil bo'ladi. Yuqori haroratli plazmani ajratib ko'rsatish,
Magnit maydon va uning xususiyatlari
Tajriba shuni ko'rsatadiki, elektr zaryadlarini o'rab turgan fazoda elektrostatik maydon paydo bo'lgani kabi, oqimlar va doimiy magnitlarni o'rab turgan fazoda ham elektrostatik maydon paydo bo'ladi.
Biot - Savart - Laplas qonuni va uning magnit maydonni hisoblashda qo'llanilishi
Har xil shakldagi toʻgʻridan-toʻgʻri oqimlarning magnit maydonini fransuz olimlari J.Bio (1774-1862) va F.Savard (1791-1841) oʻrganishgan. Ushbu tajribalar natijalarini taniqli frantsuz matematigi umumlashtirgan
Amper qonuni. Parallel oqimlarning o'zaro ta'siri
Magnit maydon (109-§ ga qarang) oqim bilan ramkaga yo'naltiruvchi ta'sir ko'rsatadi. Binobarin, ramka boshdan kechirgan moment uning alohida elementlariga kuchlar ta'sirining natijasidir. Xulosa qilish
Magnit doimiy. Magnit induksiya va magnit maydon kuchining birliklari
Agar ikkita parallel tok o'tkazgich vakuumda bo'lsa (m=1), u holda (111.5) ga muvofiq o'tkazgich uzunligi birligiga to'g'ri keladigan o'zaro ta'sir kuchi teng bo'ladi.
Harakatlanuvchi zaryadning magnit maydoni
Oqimli har bir o'tkazgich atrofdagi kosmosda magnit maydon hosil qiladi. Elektr tokini oldindan aytib beradi
Harakatlanuvchi zaryadga magnit maydonning ta'siri
Tajriba shuni ko'rsatadiki, magnit maydon nafaqat oqimga ega bo'lgan o'tkazgichlarga (111 § ga qarang), balki magnit maydonda harakatlanadigan alohida zaryadlarga ham ta'sir qiladi. Q elektr zaryadiga ta'sir qiluvchi kuch,
Zaryadlangan zarrachalarning magnit maydondagi harakati
Lorents kuchining ifodasi (114.1) magnit maydonda zaryadlangan zarrachalarning harakatini boshqaradigan bir qancha qonunlarni topish imkonini beradi. Lorents kuchining yo'nalishi va u tufayli zaryadlangan zarrachaning burilish yo'nalishi
zarracha tezlatgichlari
Zarracha tezlatgichlari - bu elektr va magnit maydonlar ta'sirida yuqori energiyali zaryadlangan zarralar nurlari (e.
zal effekti
Xoll effekti (1879) - oqim zichligi j bo'lgan metallda (yoki yarimo'tkazgichda) B magnit maydoniga, yo'nalishdagi elektr maydoniga joylashtirilgan.
Vakuumdagi magnit maydon uchun B vektorining aylanishi
Elektrostatik maydon kuchi vektorining aylanishiga o'xshab (83-§ ga qarang), biz magnit induksiya vektorining aylanishini kiritamiz. Berilgan yopiq halqa bo'ylab B vektorining aylanishi
Solenoid va toroidning magnit maydoni
Sirkulyatsiya teoremasidan foydalanib, solenoid ichidagi magnit maydon induksiyasini hisoblaylik.Uzunligi l bo'lgan solenoidni ko'rib chiqaylik,
Magnit induksiya vektorining oqimi. B maydoni uchun Gauss teoremasi
Magnit induksiya vektorining (magnit oqimi) dS maydoni bo'ylab oqimi dFB=B ga teng skalyar fizik kattalikdir.
Magnit maydonda o'tkazgich va oqim o'tkazuvchi zanjirni harakatlantirish ustida ishlash
Magnit maydonda oqim bo'lgan o'tkazgich Amper qonuni bilan aniqlangan kuchlarga bo'ysunadi (111-§ ga qarang). Agar o'tkazgich o'rnatilmagan bo'lsa (masalan, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tomonlaridan biri harakatlanuvchi jumper shaklida qilingan,
Elektron va atomlarning magnit momentlari
Magnit maydonning oqim o'tkazgichlarga va harakatlanuvchi zaryadlarga ta'sirini hisobga olsak, biz moddada sodir bo'ladigan jarayonlarga qiziqmasdik. Muhitning xususiyatlari magnit yordamida rasmiy ravishda hisobga olingan
Dia- va paramagnetizm
Har bir modda magnitdir. Ya'ni, u magnit maydon ta'sirida magnit momentni (magnitlangan) olishga qodir. Ushbu hodisaning mexanizmini tushunish uchun bu kerak
Magnitlanish. Moddadagi magnit maydon
Xuddi dielektriklarning qutblanishining miqdoriy tavsifi uchun polarizatsiya kiritilgan (88-§ ga qarang), magnitlarning magnitlanishining miqdoriy tavsifi uchun vektor miqdori kiritilgan -
Ferromagnitlar va ularning xossalari
Ko'rib chiqilayotgan moddalarning ikkita sinfiga qo'shimcha ravishda - dia- va paramagnetlar, zaif magnit moddalar deb ataladi, kuchli magnit moddalar - ferromagnitlar ham mavjud.
Ferromagnetizmning tabiati
Ferromagnitlarning magnit xususiyatlarini hisobga olgan holda, biz ushbu hodisaning fizik tabiatini ochib bermadik. Ferromagnitizmning tavsifiy nazariyasi fransuz fizigi P.Vays (1865-1940) tomonidan ishlab chiqilgan.
Faraday qonuni va uning energiyaning saqlanish qonunidan kelib chiqishi
Faraday o'zining ko'plab tajribalari natijalarini jamlab, elektromagnit induksiyaning miqdoriy qonuniga keldi. U har doim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan o'zgarishlarni ko'rsatdi
Magnit maydonda ramkaning aylanishi
Elektromagnit induksiya hodisasi mexanik energiyani elektr energiyasiga aylantirish uchun ishlatiladi. Shu maqsadda generatorlar ishlatiladi, ularning ishlash printsipi
Loop induktivligi. o'z-o'zini induktsiya qilish
Yopiq zanjirda oqayotgan elektr toki o'z atrofida magnit maydon hosil qiladi, uning induksiyasi Biot-Savart-Laplas qonuniga ko'ra (qarang (110.2)) oqimga proportsionaldir. Ma sxemasiga ulangan
Ochilish va yopish oqimlari
Oqim kuchining har qanday o'zgarishi bilan o'tkazgich pallasida emf paydo bo'ladi. o'z-o'zidan induktsiya, buning natijasida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qo'shimcha oqimlari paydo bo'ladi, ular o'z-o'zidan induktsiyaning ekstra oqimlari deb ataladi.
O'zaro induktsiya
Bir-biriga etarlicha yaqin joylashgan ikkita sobit konturni (1 dan 2 gacha) ko'rib chiqing (184-rasm). Agar I1 toki 1-sxemada oqsa, u holda magnit oqim, coz
transformatorlar
AC kuchlanishini oshirish yoki kamaytirish uchun ishlatiladigan transformatorlarning ishlash printsipi o'zaro induksiya fenomeniga asoslanadi. Birinchi marta transformatorlar ishlab chiqilgan va joriy qilingan
Magnit maydon energiyasi
Elektr toki o'tadigan o'tkazgich doimo magnit maydon bilan o'ralgan bo'lib, magnit maydon paydo bo'ladi va oqimning ko'rinishi va yo'qolishi bilan birga yo'qoladi. magnit maydon kabi
Vorteks elektr maydoni
Faradayning p=dF/dt qonunidan kelib chiqadiki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit induksiya oqimining har qanday o‘zgarishi induksiyaning elektroharakatlantiruvchi kuchining paydo bo‘lishiga olib keladi va natijada:
Yo'naltirilgan oqim
Maksvellning fikriga ko'ra, agar biron bir o'zgaruvchan magnit maydon atrofdagi fazoda vorteks elektr maydonini qo'zg'atsa, unda teskari hodisa ham mavjud bo'lishi kerak: elektr tokining har qanday o'zgarishi.
Elektromagnit maydon uchun Maksvell tenglamalari
Maksvell tomonidan o'zgaruvchan tok tushunchasining kiritilishi uni o'zi yaratgan elektromagnit maydonning yagona makroskopik nazariyasini yakunlashiga olib keldi, bu esa yagona nuqtai nazardan nafaqat elektr tokini tushuntirishga imkon berdi.
Elektromagnit to'lqinlarni eksperimental ishlab chiqarish
Elektromagnit to'lqinlarning mavjudligi - kosmosda cheklangan tezlik bilan tarqaladigan o'zgaruvchan elektromagnit maydon - Maksvell tenglamalaridan kelib chiqadi (qarang.
Elektromagnit to'lqinning differensial tenglamasi
Yuqorida aytib o'tilganidek (161-bandga qarang), Maksvell tenglamalarining eng muhim natijalaridan biri (139-bandga qarang) elektromagnit to'lqinlarning mavjudligidir. Bir hil va izotrop uchun ekanligini ko'rsatish mumkin
Elektromagnit to'lqinlarning energiyasi. Elektromagnit maydon impulsi
Elektromagnit to'lqinlarni aniqlash qobiliyati ularning energiya olib yurishini ko'rsatadi. Elektromagnit to'lqin energiyasining hajm zichligi w - bu hajm zichliklarining yig'indisi
dipol nurlanish. Elektromagnit to'lqinlarning qo'llanilishi
Elektromagnit to'lqinlarning eng oddiy emitenti elektr dipol bo'lib, uning elektr momenti p = p garmonik qonunga muvofiq vaqtga qarab o'zgaradi.
