51. Электр зарядтарының өзара әсерлесу энергиясы. Зарядталған өткізгіш пен конденсатордың энергиясы. Электростатикалық өрістің энергиясы, кқлемдік тығыздығы.

Электр зарядтарының өзара әсерлесу энергиясы

Өткізгіштің зарядын арттыру үшін бір текті зарядтардын тебілу күшіне қарсы жұмыс жаслады. Жұмыс зарядталған өткізгіштің электр энергиясын арттыруға жұмсалады. Dq зарядты шексіздіктен бір потенциал өрісіне алып келсек, істелінетін жұмыс dA=.

Бұдан , олай болса.

Зарядталған конденсатордың энергиясы. Конденсатор потенциалдары жәнеекі өткізгіштен тұрады, олай болса істелінетін жұмыс

,

Зарядтар жүйесінің энергиясы. Конденсатор екі өткізгіш жүйесін құрайды . Өткізгіште зарядтар сыртқы беттерінде орналасады, олай болса,зарядттың беттік тығыздығы..

Екі өткізгіштен тұратың жүйенің энергиясы

Егер жүйе N өткізгіштен тұрса .

Электросатикалық өрістің энергиясы және оның тығыздығы.

Зарядталған пластинаның астарларындағы энергия электростатикалық өрістің энергиясы болып табылады. Осы өрістін энергиясы ,конденсатор кернеуі, ,,.

, конденсатордағы өрістін көлемі.

Электростатикалық өрістің энергиясы .

Энергияның тығыздығы .

52. Электр тогы және жалпы сипаттамалары және оның болу шарттары. Үзіліссіздік теңдеуі, стационар электр өрісі.

Электр тогы зарядтардын бағытталған қозғалысы.

Металдардағы электр тогы еркін электрондардың, электролиттердегі иондардың, газдардғы электрондар мен иондардыңбағытталған қозғалысы. Токтың бағытына оң зарядтың орын ауыстырғандағы бағытын алады. Токтын пайда болу шарттары:

1)токты тасымалдайтын еркін зарядтар болуы тиіс,

2)электр қозғаушы күші (өткізгіш ішінде потенциалдар айрымы).

Токтың тигізетін әсері жылулық , химиялық , магниттік.

Токты ұстап тұру үшін міндетті түрде қандай да бір энергияны электр тогының энергиясына айналдыруына негізделген электр энергиясының көзі болуы қажет.

Электр тогының сандық сипаттамасы – ток күші. Ток күші– бірлік уақытта қарастырылған бет арқылы өтетін зарядтармен анықталатын скаляр физикалық шама.

Зарядтың сақталу заңына сәйкес бұл интеграл бірлік уақыттағы шектелген көлем ішіндегі зарядтың кемуіне тең . (14.5)

Осы қатынас үздіксіздік теңдеуі деп аталады.

Тұрақты ток үшін кеңістіктегі токтың таралуы өзгермейді, сондықтан . Осыдан шығатыны тұрақты ток үшінвектор сызықтарының еш жерден басталмайды және еш жерден аяқталмайды, олар тұйықталған сызықтар, яғнивекторының өрісінің көзі жоқ.

53..Металдардағы электрон өткізгішінің классикалық теориясы.Металдардағы ток тасымалдайтын бөлшек электрон екенің мынандай тәжірибеден білуге болады.Гальванометрге жалғанған өткізгіш бір V тұрақты жылдамдықпен қозғалады, егер өткізгішті кілт тоқтатсақ гальванометр токты көрсетеді.Бұл құбылыс былайша түсіндіріледі, егер металда еркін зарядталған бөлшектер болса, олар өткізгішті кілт тоқтатқан кезде өз инерциясымен барлығы алға қозғалады, олай болса ток пайда болады.Инерция бойынша қозғалатың бөлшек өткізгішке қатысты теріс үдеуге ие болады. Олай болса ,,екінші жағынан,өткізгіш ұзындығы. Ом заңынанток күшібұдан

I,R,V шамаларын өлшеп алып шамасын табамыз, бұл электронның меншікті зарядының мәнің береді.Металдардағы токты тасымалдайтындар еркін электрондар екені тәжірибе жүзінде дәлелденген.Металдардағы өткізгішінің классикалық теориясын Друде менЛорнец зерттеген. Олар металдағы электрондарды газ молекулалары ретінде қарастырды, тек айырмашылықтары электрондар өзара емес, металдың кристал торларын түзейтің иондармен соқтығысады. Бұл теориядан электронның концентрациясы ,молярлық масса,тығыздығы,Авогадро саны. Берілген формула бойынша электронның концентрациясы шамамен.Электронның жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы,деп алынған. Металда электр тогылектр өрісі әсерінен пайда болады.Электрондар заряды теріс танбалы болғандықтан, электр өрісінін бағытынақарсы жылдамдықпен қозғалады.Ток тығыздығы. Техникалық мөлшері бойынша мыс сым үшін меншікті рұқсат етілген ток тығыздығы,,Электрондардың реттелген қозғалысының орташа жылдамдығы жылулық қозғалысының орташа орташа жылдамдығынанесе аз болады,.Электрондардың реттелген қозғалысының кинетикалық энергиясы.Дифференциал түріндегі Ом заңыӨткізгіш ұштарына потенциал айырымын берейік.Электр өрісі әсерінен электрондар үдемелі қозғалып, соқтығысуға дейін бір максимал жылдамдықпен өседі.

электронның тор ионының бірінен соң бір болатын екі соқтығысу арасындағы орташа уақыт.

, еркін жүріп өтетеін орташа ұзындығы, молекуланың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы..

Ток тығыздығы

,,меншікті электр өткізгіштігі және меншікті электр кедергісіне кері пропорционал шама...Ом заңынын өткізгіштік еркін жүріп өтетін жолына тура пропорционал, егер электрондар кедергісіз қозғалса (тор иондарымен соқтығыспаса), онда еркін жүріп өтетін жол ұзындығы үлкен мәнге ие болып, өткізгіштік шексіз болады.Дифференциал түріндегі Джоуль Ленц заңыЕркін жолының соныңда электрон жылдамдықпен қозғалып, кинетикалық энергияға ие болады, соқтығысқан кезде энергиясын толығымен кристалдық торға береді. Бұл энергия мметалдың ішкі энергиясың арттырып, метал қызып жылу шығарады.

Бірлік көлемде өткізгіштін электроны болсын, әр электрон бір секунд ішінде орта есеппенжиілікпен соқтығысады. Сондықтан бірлік көлемде бір секунд ішінде бөлініп шығатын жылу

.Кедергі арқылы жазсақ

.54. Бөгде күштер, ток көзінің ЭҚКі Жалпылама Ом заңы.

Бөгде күштер тегі электростатикалық емес күш, тізбекте зарядтарды үздіксіз тұйық жолмен ретті қоз,алтатын потенциал айырымын туғызатын күш.

Электр қозғаушы күш тоқ көзінің энергетикалық және ондағы бөгде күшінің әсерін сипаттайтын шама.

Толық тізбек үшін Ом заңы тоқ көзі бар тізбектегі токтың күші ЭҚҚ ге тура пропорционал, ал сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысына керң пропорционал. . Егер тізбекте бірнеше ЭҚҚ болса жалпы ЭҚҚ күшін тапқанда мынадай ережені қолданамыз: қалауымызша алынған контурдағы айналып өту бағыты тоқ көзіндегі тоқтын бағытымен бағыттас болса ЭҚҚ он, ал керісінше болса теріс таңбамен алу керек. Тоқ көзінде токтың бағыты теріс полюстең он полюске бағытталады.Дифференциал түріндегі Ом заңы

Өткізгіш ұштарына потенциал айырымын берейік.

Электр өрісі әсерінен электрондар үдемелі қозғалып, соқтығысуға дейін бір максимал жылдамдықпен өседі. тт тт электронның тор ионының бірінен соң бір болатын екі соқтығысу арасындағы орташа уақыт.тт, еркін жүріп өтетеін орташа ұзындығы, молекуланың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы.т.

Ток тығыздығытт,,меншікті электр өткізгіштігі және меншікті электр кедергісіне кері пропорционал шама..тттттттттт.

Ом заңынын өткізгіштік еркін жүріп өтетін жолына тура пропорционал, егер электрондар кедергісіз қозғалса (тор иондарымен соқтығыспаса), онда еркін жүріп өтетін жол ұзындығы үлкен мәнге ие болып, өткізгіштік шексіз болады.

0

0

0

0