To'lovlarning o'zaro ta'siri. Coulomb qonuni?
Harakatsiz elektr zaryadlarining o'zaro ta'siri qonuni - Kulon qonuni - asosiy (asosiy) jismoniy qonun va faqat empirik tarzda aniqlanishi mumkin. Bu tabiatning boshqa qonunlaridan kelib chiqmaydi.
Zaryad modullarini |q1| bilan belgilasak va |q2| bo’lsa, Kulon qonunini quyidagi ko’rinishda yozish mumkin:
Bu erda k - mutanosiblik koeffitsienti, uning qiymati birliklarni tanlashga bog'liq elektr zaryadi. SI tizimida 
N m2 / Cl2, bu erda e0 8,85 10-12 Cl2 / N m2 ga teng elektr doimiydir.
Elektr maydoni. Maydon kuchi?
Elektr maydoni – elektr zaryadlari o'zaro ta'sir qiladigan kuch maydoni.
kuchlanish elektr maydoni - ma'lum bir nuqtadagi elektr maydonini tavsiflovchi vektor fizik kattaligi va son jihatdan joylashtirilgan sinov zaryadiga ta'sir qiluvchi kuchning nisbatiga teng. berilgan nuqta maydon, ushbu to'lov q qiymatiga:
Ba'zan elektr maydonining kuch xarakteristikasi deb ham ataladi.
Matematik jihatdan vektorning fazo koordinatalariga bog'liqligi vektor maydonini o'zi belgilaydi.
SIda elektr maydon kuchining moduli V/m (metr uchun volt) bilan o'lchanadi.
Kuchlanish vektor oqimi. Ostrogradskiy-Gauss teoremasi?
Gauss teoremasi quyidagicha ifodalanadi: Elektrostatik maydon kuchi vektorining o'zboshimchalik bilan yopiq sirt orqali o'tishi bu sirt ichida joylashgan zaryadlarning algebraik yig'indisiga teng bo'lib, elektr doimiysi e0 ga bo'linadi.
Buni isbotlash uchun biz birinchi navbatda ko'rib chiqamiz sferik sirt S, uning markazida q nuqta zaryadi joylashgan. Sferaning istalgan nuqtasidagi elektr maydoni uning yuzasiga perpendikulyar va mutlaq qiymatga teng
bu erda R - sharning radiusi. Sferik sirt orqali o'tadigan PH oqimi E va sharning maydoniga teng bo'ladi.
Elektr maydon potentsiali. To'lovni o'tkazish ishi?
Elektrostatik maydondagi elektr zaryadining potentsial energiyasining ushbu zaryad qiymatiga nisbatiga teng bo'lgan jismoniy miqdor elektr maydonining potentsiali deb ataladi:
Potensial - elektrostatik maydonning energiya xarakteristikasi.
Elektr zaryadini q ni boshlang'ich (1) dan oxirgi nuqtaga (2) ko'chirish bo'yicha A12 ishi zaryad va boshlang'ich va oxirgi nuqtalarning potentsial farqi (ph1 - ph2) mahsulotiga teng:
A12 = Wp1 – Wp2 = qph1 – qph2 = q(ph1 – ph2).
Xalqaro birliklar tizimida (SI) potentsial birligi volt (V) dir. 1 V = 1 J / 1 S
elektr maydonidagi o'tkazgichlar. Imkoniyat. Kondensatorlar?
Supero'tkazuvchilar - bu o'zboshimchalik bilan kichik tashqi elektr maydoni ta'sirida o'tkazgich hajmida harakatlanishi mumkin bo'lgan erkin zaryadga ega bo'lgan materiallar.
Elektr quvvati – o'tkazuvchi jismning xarakteristikasi, uning elektr zaryadini to'plash qobiliyatining o'lchovi. Raqamli bo'lib, elektr sig'imi q zaryadiga teng bo'lib, uning j potentsialini bittaga o'zgartirish uchun yolg'iz jismga xabar berilishi kerak:
Elektr quvvati birligi: 1 Farad \u003d 1 C / V.
Kondensator - bu bir xil modulli zaryadli, lekin ishorasi qarama-qarshi bo'lgan ikkita o'tkazgich (plastinka) tizimi bo'lib, ularning shakli va joylashuvi shundayki, maydon plitalar orasidagi tor bo'shliqda to'plangan.
Kondensator quvvati kondensatorda to'plangan q zaryadining uning j1-j2 plitalari orasidagi potentsial farqiga nisbatiga teng jismoniy miqdor:
bu erda q - plitalardan biri tomonidan berilgan zaryad; – kondansatör plitalari orasidagi potentsial farq.
Kondensatorlar : tekis, silindrsimon va sharsimon turdagi.
Yassi kondansatörning sig'imi formula bo'yicha hisoblanishi mumkin :
S - har bir kondansatör plitasining maydoni
d - ular orasidagi masofa
dielektrikning o'tkazuvchanligi
Silindrsimon kondansatörning sig'imi:
L - kondansatör plitalarining uzunligi; R va r - tashqi va ichki koaksiyal tsilindrlarning radiuslari;
Sferik kondansatkichning sig'imi:
Konsentrik sharlarning radiuslari;
Elektr zanjirining bir jinsli bo'lmagan qismi uchun Om qonuni?
1 va 2-bo'limda ishlaydigan EMF qayerda; - 1 va 2 nuqtalarning potentsial farqi; >0, agar u musbat zaryadlarning harakatiga hissa qo'shsa; <0, agar bu ularning harakatiga xalaqit bersa.
Ish va joriy quvvat. Joule-Lenz qonuni?
Elektr tokining asosiy ishi:
Elektr tokining ishi:
Ish birligi 1 joul (J).
Tizimdan tashqari ish birligi 1 kVt soat = 3,6 MJ = 3,6xJ.
To'g'ridan-to'g'ri elektr tokining ishi:
Elektr toki kuchi:
Quvvat bloki 1 vatt (Vt)
Joule-Lenz qonuni:
To'g'ridan-to'g'ri oqim uchun Joule-Lenz qonuni:
Differensial shakldagi Joule-Lenz qonuni:
Qayerda w - o'ziga xos termal oqim kuchi, ya'ni. o'tkazgichning birlik hajmiga ajratilgan issiqlik miqdori.
Tarmoqlangan sxemalar uchun Kirxgof qoidalari?
Elektr zanjiri tugunlari - kamida uchta oqim birlashadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan har qanday nuqtasi. Tugunga kiradigan toklar musbat, tugundan chiqadigan oqimlar esa salbiy hisoblanadi.
Kirchhoffning birinchi qoidasi: tugunda yaqinlashuvchi oqimlarning kuchlarining algebraik yig'indisi nolga teng
Kirchhoffning ikkinchi qoidasi: har qanday yopiq zanjirda
Amperning kuchlari?
Joriy elementga ta'sir qiluvchi amper kuchi I uzunligi dl :
Qayerda orasidagi burchak .
Amper kuchining yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi: agar chap qo'lning kafti magnit induksiya chiziqlarini o'z ichiga oladigan tarzda joylashtirilsa va to'rtta cho'zilgan barmoq oqim yo'nalishi bo'yicha joylashtirilsa, egilgan bosh barmog'i oqimga ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishini ko'rsatadi.
Magnit maydonda oqimga ta'sir qiluvchi amper kuchi I chekli uzunlik l :
Cheklangan uzunlikdagi to'g'ri chiziqli oqimda yagona magnit maydonda ta'sir qiluvchi amper kuchi l :
G de - o'tkazgichdagi oqim zichligi vektori va vektor orasidagi burchak .
Uzunlikdagi ikkita parallel oqimning o'zaro ta'sir kuchilmasofalarda joylashganrbir biridan:
Bio-Savart-Laplas qonuni. Magnit maydon kuchi?
Bio-Savart-Laplas qonuni: joriy element tomonidan yaratilgan magnit maydonning induksiyasi uzunligi, undan r masofada teng
Qayerda elementdan olingan radius vektoridir maydonda tanlangan nuqtaga.
Yo'nalish o'ng vint qoidasiga ko'ra topiladi: agar vintning translatsiya harakati oqim yo'nalishiga to'g'ri kelsa, u holda vint boshining traektoriyasidagi tangens yo'nalishni beradi. .
Magnit maydon kuchi - (standart yozuv H) magnit induksiya vektori B va magnitlanish vektori M o'rtasidagi farqga teng vektor fizik miqdordir.
SIda: , bu yerda m0 magnit doimiysi
Lorents kuchi?
Qayerda - induksiya bilan magnit maydonda tezlikda harakatlanadigan elektr zaryadi , - orasidagi burchak .
Lorents kuchining yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi: agar chap qo'lning kafti vektorni o'z ichiga oladigan tarzda joylashtirilgan bo'lsa. , va to'rtta cho'zilgan barmoqni vektor bo'ylab yo'naltiring , keyin egilgan bosh barmog'i ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishini ko'rsatadi musbat zaryad.
Elektromagnit induksiya hodisasi?
Elektromagnit induksiya hodisasi yopiq o'tkazgich zanjirida magnit induksiya oqimi uning maydoni bo'ylab o'zgarganda, elektr toki paydo bo'lishi (bu induksiya deb ataladi).
ferromagnitlar
Ferromagnitlar o'z-o'zidan magnitlangan moddalardir, ya'ni ular tashqi magnit maydon bo'lmaganda magnitlangan holda qoladi.
Ferromagnitlarga, masalan, temir, nikel, kobalt kristallari kiradi.
1. Elektr maydoni va uning xususiyatlari. Elektr maydon kuchi. Potentsial. Potensial farq. Elektr maydonida ishlash.
Elektrostatik maydon kosmosda harakatsiz va vaqt bo'yicha o'zgarmas (elektr oqimlari bo'lmaganda) elektr zaryadlari tomonidan yaratilgan maydondir. Elektr maydoni - bu elektr zaryadlari bilan bog'liq bo'lgan va zaryadlarning harakatlarini bir-biriga o'tkazadigan maxsus turdagi materiya.
Agar fazoda zaryadlangan jismlar tizimi mavjud bo'lsa, u holda bu fazoning har bir nuqtasida kuch elektr maydoni mavjud. Bu maydonga joylashtirilgan sinov nuqtasi zaryadiga ta'sir qiluvchi kuch orqali aniqlanadi. Elektrostatik maydonning xarakteristikasiga ta'sir qilmaslik uchun sinov zaryadi ahamiyatsiz bo'lishi kerak.
Elektr maydoni bir jinsli deb ataladi, agar uning intensivlik vektori maydonning barcha nuqtalarida bir xil bo'lsa.
Elektrostatik maydonning asosiy xarakteristikalari: kuch va potentsial.
Elektr maydon kuchi - bu ma'lum nuqtadagi elektr maydonini tavsiflovchi vektor fizik kattaligi va son jihatdan maydonning ma'lum bir nuqtasida joylashgan qo'zg'almas nuqta zaryadiga ta'sir qiluvchi F kuchning ushbu zaryadning q kattaligiga nisbatiga teng. :
Bu ta'rif nega elektr maydonining kuchi ba'zan elektr maydonining kuch xarakteristikasi deb nomlanishini ko'rsatadi (haqiqatan ham, zaryadlangan zarrachaga ta'sir qiluvchi kuch vektoridan farq faqat doimiy omilda bo'ladi).
Kosmosning har bir nuqtasida ma'lum bir vaqtning o'zida vektorning o'ziga xos qiymati mavjud (umuman olganda, u kosmosning turli nuqtalarida farq qiladi), shuning uchun bu vektor maydoni. Rasmiy ravishda, bu yozuvda ifodalanadi
elektr maydon kuchini fazoviy koordinatalar funktsiyasi sifatida ifodalaydi (va vaqt, chunki u vaqt o'tishi bilan o'zgarishi mumkin). Bu maydon magnit induksiya vektorining maydoni bilan birgalikda elektromagnit maydon bo'lib, u bo'ysunadigan qonunlar elektrodinamikaning predmeti hisoblanadi.
Xalqaro birliklar tizimida (SI) elektr maydonining kuchi har bir metr uchun voltda [V/m] yoki kulon uchun nyutonda [N/C] bilan o'lchanadi.
Elektrostatik maydonning potentsiali - bu maydondagi zaryadning potentsial energiyasining ushbu zaryadga nisbatiga teng skalyar qiymat:
ph = Vt / q = konst
Berilgan nuqtadagi maydonning energiya xarakteristikasi. Potensial bu sohada joylashgan zaryadning kattaligiga bog'liq emas.
Elektrostatik maydonning potentsiali - bu maydondagi zaryadning potentsial energiyasining ushbu zaryad moduliga nisbatiga teng bo'lgan saklar fizik miqdor:
ph \u003d Wp / q \u003d const
Bir hil maydon potentsiali:
ph \u003d Wp / q \u003d -Exx + C
Muayyan nuqtadagi potentsialning qiymati potentsialni o'qish uchun nol darajasini tanlashga bog'liq. Bu daraja o'zboshimchalik bilan tanlanadi.
Ikki nuqta orasidagi potentsial farq (kuchlanish) zaryadni boshlang'ich nuqtadan oxirgi nuqtaga ushbu zaryadning moduliga o'tkazishda maydon ishining nisbatiga teng:
U \u003d ph1 - ph2 \u003d -Dph \u003d A / q,
A = -(Wp2 - Wp1) = -q(ph2 - ph1) = -qDph
Potensial farq voltlarda o'lchanadi (V = J / C)
Elektrostatik maydon kuchi va potentsial farq o'rtasidagi bog'liqlik:
Elektrostatik maydonning kuchi potentsialning kamayishi yo'nalishiga qaratilgan. U metrga bo'lingan voltlarda o'lchanadi (V / m).
Elektr maydoni - elektromagnit maydonning ikkita komponentidan biri bo'lib, u elektr zaryadiga ega bo'lgan jismlar yoki zarralar atrofida mavjud bo'lgan vektor maydoni bo'lib, magnit maydon o'zgarganda ham paydo bo'ladi (masalan, elektromagnit to'lqinlarda). Elektr maydoni to'g'ridan-to'g'ri ko'rinmaydi, lekin zaryadlangan jismlarga kuch ta'siri tufayli aniqlanishi mumkin.
Elektr maydonini miqdoriy aniqlash uchun kuch xarakteristikasi kiritiladi - elektr maydon kuchi - bu maydon kosmosning ma'lum bir nuqtasida joylashtirilgan musbat sinov zaryadiga ta'sir qiladigan kuchning kattaligiga nisbatiga teng bo'lgan vektor fizik miqdori. bu to'lov. Kuchlanish vektorining yo'nalishi fazoning har bir nuqtasida musbat sinov zaryadiga ta'sir qiluvchi kuch yo'nalishiga to'g'ri keladi.
Klassik fizikada keng miqyosli (atomning o'lchamidan kattaroq) o'zaro ta'sirlarni ko'rib chiqishda qo'llaniladigan elektr maydoni yagona elektromagnit maydonning tarkibiy qismlaridan biri va elektromagnit o'zaro ta'sirning namoyon bo'lishi sifatida qaraladi. Kvant elektrodinamikasida u elektr zaif o'zaro ta'sirning tarkibiy qismidir.
Klassik fizikada Maksvell tenglamalari tizimi elektr maydon, magnit maydonning o'zaro ta'siri va bu maydonlar tizimiga zaryadlarning ta'sirini tavsiflaydi.
Elektr maydonining asosiy harakati - elektr zaryadlangan jismlarga yoki kuzatuvchiga nisbatan harakatsiz bo'lgan zarrachalarga kuch ta'siri. Magnit maydon (Lorents kuchining ikkinchi komponenti) harakatlanuvchi zaryadlarga ham kuch ta'sir qiladi.
2. Termodinamikaning birinchi qonuni va izoprotsessning qo'llanilishi. adiabatik jarayon.
Termodinamikaning birinchi qonuni - Izolyatsiyalanmagan termodinamik tizimning ichki energiyasining DU o'zgarishi tizimga o'tkazilgan Q issiqlik miqdori va tashqi kuchlarning A ishi o'rtasidagi farqga teng.
Termodinamik tizimda tashqi kuchlar tomonidan bajariladigan A ishni o'rniga, ko'pincha termodinamik tizimning tashqi jismlarda bajaradigan A' ishni ko'rib chiqish qulayroqdir. Chunki bu asarlar mutlaq qiymat jihatidan teng, lekin belgisi jihatidan qarama-qarshidir:
Keyin, bunday transformatsiyadan so'ng, termodinamikaning birinchi qonuni quyidagi shaklga ega bo'ladi:
Termodinamikaning birinchi qonuni - Izolyatsiyalanmagan termodinamik tizimda ichki energiyaning o'zgarishi Q olingan issiqlik miqdori va ushbu tizim tomonidan bajarilgan A' ish o'rtasidagi farqga teng.
Oddiy qilib aytganda, termodinamikaning birinchi qonuni o'zini yaratib bo'lmaydigan va hech qayerga g'oyib bo'lmaydigan energiya haqida gapiradi, u bir tizimdan ikkinchisiga o'tadi va bir shakldan ikkinchisiga (mexanikdan issiqlikka) aylanadi.
Termodinamikaning birinchi qonunining muhim natijasi shundaki, tashqaridan energiya sarflamay turib, foydali ishlarni bajarishga qodir bo'lgan mashina (dvigatel) yaratish mumkin emas. Bunday faraziy mashina birinchi turdagi abadiy harakat mashinasi deb ataldi.
Izoprotsesslarda termodinamikaning birinchi qonuni
1. Izoxorik jarayonda (V=const). Izoxorik jarayonda gazning hajmi doimiy bo'lib qoladi, shuning uchun gaz hech qanday ishlamaydi. Gazning ichki energiyasining o'zgarishi atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi tufayli sodir bo'ladi:
Bu yerda U1 va U2 gazning dastlabki va oxirgi holatlaridagi ichki energiyalari. Ideal gazning ichki energiyasi faqat haroratga bog'liq. Izoxorik qizdirishda issiqlik Q > 0 gaz tomonidan yutiladi va uning ichki energiyasi ortadi. Sovutish jarayonida issiqlik tashqi jismlarga Q< 0
2. Izobarik jarayonda (P=const). Gazning izobarik kengayishi bilan unga berilgan issiqlik miqdori ham uning ichki energiyasini oshirishga, ham gaz ishini bajarishga sarflanadi:
Izobarik kengayish bilan Q > 0, issiqlik gaz tomonidan so'riladi va gaz ijobiy ish qiladi. Izobarik siqish ostida Q< 0 – тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.
3. Izotermik jarayonda (T=const). Izotermik jarayonda gazning harorati o'zgarmaydi, shuning uchun gazning ichki energiyasi o'zgarmaydi, DU = 0.
Izotermik kengayish jarayonida gaz tomonidan olingan Q issiqlik miqdori tashqi jismlardagi ishga aylanadi. Izotermik siqilishda gazda hosil bo'lgan tashqi kuchlarning ishi issiqlikka aylanadi va u atrofdagi jismlarga o'tkaziladi. Termodinamikada izoxorik, izobarik va izotermik jarayonlar bilan bir qatorda ko'pincha atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi bo'lmaganda sodir bo'ladigan jarayonlarni ko'rib chiqadi.
4. Adiabatik jarayonda (Q=0). Adiabatik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni:
Ya'ni, gaz ichki energiyasini yo'qotish tufayli ishlaydi. Tekislikda (p, V) gazning adiabatik kengayish (yoki siqilish) jarayoni adiabatik deb ataladigan egri chiziq bilan ifodalanadi. Adiyabatik kengayish vaqtida gaz ijobiy ish qiladi (A > 0); shuning uchun uning ichki energiyasi kamayadi (DU< 0). Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатическом расширении убывает быстрее, чем при изотермическом расширении.
Formulada biz foydalandik:
Ichki energiyaning o'zgarishi
Q - issiqlik miqdori
A - tashqi kuchlarning ishi
A" - tizim tomonidan bajarilgan ish
V - gaz hajmi
Elektr maydonining asosiy xususiyati elektr zaryadlariga ma'lum bir kuch bilan ta'sir qilish qobiliyatidir, shuning uchun bu maydonga kiritilgan musbat nuqta zaryadiga ta'sir qiluvchi kuch yordamida elektr maydonini tavsiflash tabiiydir.
Muayyan nuqtadagi elektr maydon kuchi - bu ma'lum bir nuqtada joylashtirilgan birlik musbat zaryadga ta'sir qiluvchi kuchga son jihatdan teng bo'lgan va ushbu kuchning yo'nalishiga ega bo'lgan jismoniy miqdor:
Xususan, nuqtaviy zaryad tomonidan hosil qilingan maydonning har qanday nuqtasida intensivlik (Kulon qonunidan kelib chiqqan holda) ga teng.
. (6.3)
H 
Maydon kuchi sinov zaryadining qiymatiga bog'liq emas, balki maydonni yaratuvchi zaryadning qiymati va belgisi va tanlangan maydon nuqtasining holati (koordinatasi) bilan belgilanadi. Maydon kuchi maydonning ma'lum bir nuqtasida joylashgan zaryadga ta'sir qiluvchi kuchning kattaligi va yo'nalishini aniqlaydi:
(6.4)
E 
Agar maydon ikki yoki undan ortiq zaryad tomonidan yaratilgan bo'lsa, u holda har bir zaryadning elektr maydoni (tajriba bo'yicha) bir-biriga bog'liq emas va shuning uchun elektr maydon kuchi quyidagicha aniqlanadi. vektor yig'indisi alohida zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon kuchlari (6.1-rasm). Bu maydonlarning superpozitsiyasi printsipi:
. (*)
Elektr maydonlarining vizual (grafik) tavsifi uchun kuchning maydon chizig'i tushunchasi qo'llaniladi.
Kuch chizig'i elektr maydonida shunday chizilgan chiziqdir (6.2-rasm), har qanday nuqtadagi tangens intensivlik vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladi. Kuch chizig'iga uning har bir nuqtasida kuchlanish vektorining yo'nalishiga to'g'ri keladigan yo'nalish beriladi. Maydonning har bir nuqtasi maydon kuchining aniq belgilangan vektoriga to'g'ri kelganligi sababli, kuch chiziqlari hech qanday joyda kesishmaydi.
Da 
kuchlanish chiziqlari yordamida elektr maydonlari tasvirida tutilgan, birlik sirtidan perpendikulyar o'tadigan kuch chiziqlari soni kuch chiziqlari maydonning ma'lum bir nuqtasida, ma'lum bir nuqtada E maydon kuchiga teng ni tanlang (bu kuch chiziqlari yordamida maydonlarni grafik tasvirlash qoidasi). Bunday holda, elektr maydon kuch chiziqlarining rasmi har bir nuqtada maydon kuchining yo'nalishini va kattaligini vizual ravishda baholashga imkon beradi.
Elektr maydon potentsiali
P 
Elektr maydoni intensivlikdan tashqari yana bir muhim jismoniy miqdor - potentsial bilan tavsiflanadi.
Zaryadning harakatini ko'rib chiqing q boshqa nuqtaviy zaryad sohasida q 0 1-banddan 2-bandga (6.3-rasm). F kuchning elementar siljishdagi ishi dl munosabati bilan belgilanadi
Lekin 
, anglatadi 
. Keling, bu erda uning qiymatini Kulon qonunidan majburlash o'rniga almashtiramiz, biz quyidagilarni olamiz:
. (6.6)
Zaryadni 1-2 nuqtadan ixtiyoriy yo'l bo'ylab 1-2 nuqtaga ko'chirish ishini hisoblash uchun biz (6.6) ni chegaralar ichida integrallaymiz. r 1 gacha r 2, olamiz
. (6.7)
(6.7) ifodadan kelib chiqadiki, elektr zaryadini harakatlantirish ishi zaryad harakatlanadigan yo'lning shakliga bog'liq emas, balki faqat boshlang'ich va oxirgi nuqtalarga bog'liq. Zaryad bo'lsa q, elektr maydonida harakatlanib, boshlang'ich nuqtasiga qaytadi ( r 2 = r 1), u holda elektrostatik maydonda zaryadni yopiq yo'l bo'ylab harakatlantirish ishi nolga teng. Bu xususiyatga ega bo'lgan maydonlar potentsial maydonlar deb ataladi.
Zaryadni ko'chirish ishining ushbu zaryad qiymatiga nisbati topilsin:
. (6.8)
Bu qiymat ko'chirilayotgan zaryadning kattaligiga va u harakatlanadigan yo'lga bog'liq emas va shuning uchun zaryad tomonidan yaratilgan maydonning xarakteristikasi bo'lib xizmat qiladi. q 0 va potentsial farq yoki elektr kuchlanish deb ataladi.
Elektr maydonining ikkita 1 va 2 nuqtalarining potentsial farqi ushbu nuqtalar orasidagi birlik musbat zaryadni harakatlantirganda maydon tomonidan bajarilgan ish bilan o'lchanadi.
Shuni ta'kidlash kerakki, potentsial farq maydon xususiyatlarining ma'nosiga ega, chunki zaryadni ko'chirish ishi yo'lning shakliga bog'liq emas. Haqiqatan ham, agar zaryadni ko'chirish ishi yo'lga bog'liq bo'lsa, u holda bir xil zaryadni maydonning bir xil nuqtalari o'rtasida harakatlantirganda, bu nisbat A / q bu maydon nuqtalarining aniq xarakteristikasi bo'lmaydi.
Agar siz fazoning istalgan nuqtasini boshlang'ich nuqtasi (mos yozuvlar nuqtasi) sifatida tanlasangiz, har qanday nuqta ushbu boshlang'ich nuqtasiga nisbatan potentsial farq bilan bog'lanishi mumkin.
Nuqtaviy zaryad maydoni uchun potentsialning eng oddiy matematik ifodasi, agar boshlang'ich nuqta sifatida cheksizgacha bo'lgan har qanday nuqta tanlangan bo'lsa, olinadi. Keyin musbat zaryadni ko'chirish uchun bajarilgan ish q cheksizlikdan boshqa nuqta zaryadi tomonidan yaratilgan maydonning berilgan nuqtasiga q 0 ga teng bo'ladi
. (6.9)
Musbat zaryadni cheksizlikdan maydonning ma'lum nuqtasiga ko'chirish ishining ushbu zaryad qiymatiga nisbati (birlik zaryadini ko'chirish ishi) maydonning berilgan nuqtasining potentsiali deyiladi:
. (6.10)
Bu ifodadagi minus belgisi bu holda ish tashqi kuchlar tomonidan maydon kuchlariga qarshi amalga oshirilishini bildiradi.
Shubhasiz, elektr maydonining ixtiyoriy 1 va 2 nuqtalari orasidagi kuchlanish U va bu nuqtalarning potentsiallari oddiy munosabat bilan bog'liq.
. (6.11)
Nuqtaviy zaryad maydoni uchun
. (6.12)
Maydonning musbat zaryad hosil qilgan har qanday nuqtasining potentsiali musbat va zaryaddan uzoqlashganda nolga kamayadi. Aksincha, manfiy zaryad tomonidan yaratilgan maydonning potentsiali manfiy qiymat bo'lib, zaryaddan uzoqlashganda nolga o'sadi.
VA 
Potensial (6.12) ifodasidan kelib chiqadiki, sferik sirt S ning har qanday nuqtasi zaryad joylashgan nuqtadagi markazga ega bo'lgan potentsial bir xil bo'ladi (6.4-rasm). Bunday sirtlar teng potentsial yoki ekvipotensial yuzalar deyiladi.
Zaryadni ko'chirish uchun bajarilgan ishni potentsial farq bilan ifodalash mumkin
.
(6.13)
Bundan kelib chiqadiki, zaryadni ekvipotensial sirt bo'ylab harakatlantirish ishi nolga teng. Bu shuni anglatadiki, zaryadga ta'sir qiluvchi kuch va demak, maydon kuchi vektori E ekvipotensial sirtga perpendikulyar yo'naltirilgan.
Ekvipotentsial sirtlardan foydalanib, elektr maydonining grafik tasvirini ham berish mumkin.
Nuqtaviy zaryad maydoni uchun olingan natijalar osongina istalgan raqam tomonidan yaratilgan maydonlarga kengaytirilishi mumkin ball to'lovlari, va har qanday zaryadlangan jism nuqtaviy zaryadlar to'plami sifatida ifodalanishi mumkinligi sababli, har qanday zaryadlangan jism tomonidan yaratilgan maydonda.
Bir-birining ustiga o'rnatilgan superpozitsiya printsipiga muvofiq nuqtaviy zaryadlar maydonlari bir-biriga ta'sir qilmaydi. Shuning uchun har qanday miqdordagi zaryadning maydon potentsiali alohida zaryadlar tomonidan yaratilgan maydon potentsiallarining algebraik yig'indisiga teng bo'ladi, ya'ni:
. (6.14)
Shunday qilib, potentsial tushunchasiga nisbatan yuqorida aytilganlarning barchasi har qanday shakldagi zaryadlangan jism tomonidan yaratilgan maydon uchun ham to'g'ri keladi va potentsialning qiymatini, qoida tariqasida, (6.14) formuladan foydalanib hisoblash mumkin.
Elektr maydonining zaryadlangan jismga ta'siri har xil intensivlikka ega bo'lishi mumkin. Ushbu harakatni tavsiflovchi kuch nafaqat tananing zaryadiga, balki maydonning xususiyatlariga ham bog'liq bo'ladi. Biroq, har birida alohida holat maydonning ma'lum bir nuqtasi uchun u elektr zaryadining qiymatiga mutanosib bo'ladi. Maydonning ma'lum bir nuqtasida kuchning zaryadga nisbati doimo doimiy bo'ladi. Ya'ni
F 1 / q 1 \u003d F 2 / q 2 \u003d F 3 / q 3 \u003d ... \u003d F / q,
Qayerda F— zaryadlangan jismga ta'sir qiluvchi kuch; q- tananing elektr zaryadining qiymati.
Elektr zaryadlangan jismning elektr maydoni bilan o'zaro ta'sir kuchi uning zaryadiga proportsionaldir.
Boshqa manbaning elektr maydonida yoki bu sohaning boshqa nuqtasida bu nisbat ham amal qiladi, lekin uning qiymati boshqacha bo'lishi mumkin.
Elektr maydonini o'rganish uchun kichik o'lchamdagi jismlar (nuqta) ishlatiladi.
Munosabat f/q maydonning har bir nuqtasi uchun individual bo'ladi va maydonning kuch ta'sirini tavsiflaydi. Bu elektr maydonining kuch ta'sirini tavsiflovchi jismoniy miqdorni kiritish uchun asos bo'ldi. Bunday jismoniy miqdor deyiladi elektr maydon kuchi, va uning qiymati nisbati asosida o'rnatiladi
E =F̅ /q.
Elektr maydon kuchi — bu elektr maydonining kuch xarakteristikasi bo'lgan va birlik elektr zaryadiga ega bo'lgan nuqta tanasiga ta'sir qiluvchi kuchga teng bo'lgan jismoniy miqdor.
Musbat birlik elektr zaryadiga ega bo'lgan nuqta jism deyiladi sinov to'lovi, yoki sinov tanasi.
Kuchlanish vektor miqdori bo'lib, nafaqat zaryadlangan jismga ta'sir qiluvchi kuchning qiymatini, balki uning yo'nalishini ham aniqlaydi.
O'lchash uchun elektr maydon kuchi maxsus o'lchov birliklari qo'llaniladi. Ta'rifga muvofiq saytdan olingan material
[E] = 1 N / 1 C = 1 N/C.
Bu birlikning o'z nomi yo'q va "har bir kulon uchun Nyuton" deb o'qiladi. Amalda yana bir kuchlanish birligi ishlatiladi - 1 V / m. U "metrga volt" deb o'qiladi. Bu ikki birlik bir xil o'lchamda.
Agar la ning turli nuqtalarida kuchlanish mavjud bo'lsa turli ma'nolar, keyin bu maydon chaqiriladi heterojen.
Ushbu sahifada mavzular bo'yicha materiallar:
Elektr maydonining qisqacha tavsifi
Elektr maydonining qaysi xossasi intensivlikni tavsiflaydi
Elektr maydonining kuchi kuchlanishni qanday tasvirlaydi
Elektr maydon kuchi eng muhimlarining qisqacha xulosasi
Elektr maydon kuchi referat
Ushbu element bo'yicha savollar:
