Əgər elektrik yükünü əhatə edən fəzaya başqa bir yük daxil olarsa, ona Kulon qüvvəsi təsir edər; Bu o deməkdir ki, fəzada elektrik yükləri var güc sahəsi. Müasir fizikanın konsepsiyalarına görə, sahə həqiqətən mövcuddur və maddə ilə yanaşı, maddənin mövcudluq formalarından biridir ki, onun vasitəsilə maddəni təşkil edən makroskopik cisimlər və ya hissəciklər arasında müəyyən qarşılıqlı təsirlər həyata keçirilir. Bu halda biz elektrik sahəsindən - elektrik yüklərinin qarşılıqlı təsir göstərdiyi sahədən danışırıq. Sabit elektrik yüklərinin yaratdığı və çağırılan elektrik sahələrini nəzərdən keçiririk elektrostatik.

Kəşf və eksperimental tədqiqat üçün elektrostatik sahə istifadə olunur test nöqtəsi müsbət yük - tədqiq olunan sahəni təhrif etməyən belə bir yük (sahəni yaradan yüklərin yenidən bölüşdürülməsinə səbəb olmur). Şarj tərəfindən yaradılan sahədə varsa Q, sınaq ödənişi qoyun Q 0 olarsa, ona bir qüvvə təsir edir F, sahənin müxtəlif nöqtələrində fərqlidir, Coulomb qanununa görə sınaq yükü ilə mütənasibdir Q 0 . Buna görə də nisbət F/ Q 0-dan asılı deyil Q 0 və sınaq yükünün yerləşdiyi nöqtədə elektrostatik sahəni xarakterizə edir. Bu kəmiyyət gərginlik adlanır və belədir elektrostatik sahəyə xas olan qüvvə.

Elektrostatik sahənin gücü Müəyyən bir nöqtədə sahənin bu nöqtəsində yerləşdirilmiş müsbət yüklü sınaq vahidinə təsir edən qüvvə ilə müəyyən edilmiş fiziki kəmiyyət var:

Vakuumda nöqtə yükünün sahə gücü

E vektorunun istiqaməti müsbət yükə təsir edən qüvvənin istiqaməti ilə üst-üstə düşür. Sahə müsbət yüklə yaradılıbsa, onda E vektoru yükdən xarici fəzaya radius vektoru boyunca yönəldilir (sınaq müsbət yükünün itməsi); sahə mənfi yüklə yaradılmışdırsa, onda E vektoru yükə doğru yönəldilir (şəkil).

Elektrostatik sahənin gücünün vahidi kulon başına nyutondur (N/C): 1 N/C 1 N qüvvə ilə 1 C nöqtə yükünə təsir edən sahənin intensivliyidir; 1 N/C = 1 V/m, burada V (volt) elektrostatik sahə potensialının vahididir. Qrafik olaraq, elektrostatik sahə istifadə edərək təmsil olunur gərginlik xətləri - xətləri, hər nöqtədə toxunanları E vektorunun istiqaməti ilə üst-üstə düşür (şəkil).

Kosmosun istənilən nöqtəsində gərginlik vektorunun yalnız bir istiqaməti olduğundan, gərginlik xətləri heç vaxt kəsişmir. üçün vahid sahə(hər hansı bir nöqtədə gərginlik vektoru böyüklük və istiqamətdə sabit olduqda) gərginlik xətləri gərginlik vektoruna paraleldir. Sahə nöqtə yükü ilə yaradılıbsa, intensivlik xətləri müsbət olduqda yükdən çıxan radial düz xətlərdir (Şəkil 2). A) və yük mənfi olduqda ona daxil edilir (Şəkil 1). b). Böyük aydınlığına görə elektrostatik sahənin təsvirinin qrafik üsulu elektrik mühəndisliyində geniş istifadə olunur.

Yalnız istiqaməti deyil, həm də elektrostatik sahənin intensivliyinin dəyərini xarakterizə etmək üçün gərginlik xətlərindən istifadə etmək üçün onları müəyyən bir sıxlıqla çəkmək razılaşdırıldı: gərginliyə perpendikulyar olan vahid səth sahəsinə nüfuz edən gərginlik xətlərinin sayı. xətlər vektorun moduluna bərabər olmalıdır E. Sonra elementar sahəyə nüfuz edən gərginlik xətlərinin sayı d S, normal n vektorla a bucağı əmələ gətirir E, bərabərdir E d Scos a = E n d S, Harada E p-vektor proyeksiyası E normala n sayta d S(düyü.).

Qiymət dФ E =E n dS= E dS adlanır gərginlik vektor axını platforma vasitəsilə d S. Burada d S= d Sn- modulu d olan vektor S, istiqaməti isə normalın istiqaməti ilə üst-üstə düşür n sayta. Vektor istiqamətinin seçilməsi n(və buna görə də d S) istənilən istiqamətə yönəldilə bildiyi üçün şərtlidir. Elektrostatik sahənin gücü vektorunun axınının vahidi 1 V×m-dir.

Özbaşına qapalı səth üçün S vektor axını E bu səth vasitəsilə

,

burada inteqral qapalı səth üzərində alınır S. Axın vektoru E edir cəbri kəmiyyət: təkcə sahənin konfiqurasiyasından asılı deyil E, həm də istiqamət seçimində n. Qapalı səthlər üçün normalın müsbət istiqaməti qəbul edilir xarici normal, yəni səthin əhatə etdiyi sahəyə xaricə işarə edən normal.

Kulon qüvvələrinə qüvvə təsirinin müstəqilliyi prinsipi tətbiq edilir, yəni Q 0 sınaq yükünə sahədən təsir edən F qüvvəsi Q i yüklərinin hər birindən ona tətbiq edilən Fi qüvvələrin vektor cəminə bərabərdir: . F = Q 0 E və F i = Q 0 E i, burada E nəticədə yaranan sahənin gücü, E i isə Q i yükünün yaratdığı sahənin gücüdür. Bunu yuxarıdakı ifadədə əvəz edərək, əldə edirik. Bu düstur elektrostatik sahələrin superpozisiya (təyin edilməsi) prinsipini ifadə edir, buna görə yüklər sistemi tərəfindən yaradılan nəticə sahəsinin gücü E yüklərin hər birinin müəyyən bir nöqtədə yaratdığı sahə güclərinin həndəsi cəminə bərabərdir. ayrıca.

Superpozisiya prinsipi elektrik dipolunun elektrostatik sahəsini hesablamaq üçün tətbiq olunur. Elektrik dipolu bərabər böyüklükdə (+Q, –Q) iki əks nöqtə yükü sistemidir, aralarındakı məsafə l nəzərdən keçirilən sahə nöqtələrinə olan məsafədən əhəmiyyətli dərəcədə azdır. Superpozisiya prinsipinə görə, ixtiyari bir nöqtədə dipol sahəsinin gücü E , burada E+ və E– müvafiq olaraq müsbət və mənfi yüklərin yaratdığı sahə güclülükləridir.

12. Elektrik sahəsindəki dielektriklər. Elektrik sahəsində qütblü və qeyri-qütblü dielektriklərin molekulları. Dielektriklərin polarizasiyası. Qütbləşmənin növləri.

1. Qütb dielektriklər.

Sahə olmadıqda, dipolların hər birinin elektrik momenti var, lakin molekulların elektrik anlarının vektorları kosmosda təsadüfi yerləşir və elektrik anlarının hər hansı bir istiqamətə proyeksiyalarının cəmi sıfırdır:

Əgər dielektrik indi elektrik sahəsinə yerləşdirilirsə (şək. 18), onda hər bir dipol üzərində bir cüt qüvvə hərəkət etməyə başlayacaq və bu, təsiri altında dipolun qola perpendikulyar bir ox ətrafında dönəcəyi bir an yaradacaqdır. , elektrik momentinin vektoru gərginlik vektoruna paralel olduqda son vəziyyətə meyl edir elektrik sahəsi. Sonuncu, molekulların istilik hərəkəti, daxili sürtünmə və s. və buna görə də

dipolların elektrik momentləri xarici sahə vektorunun istiqaməti ilə müəyyən bucaqlar yaradacaq, lakin indi daha çox sayda molekulda elektrik anlarının proyeksiyasının, məsələn, sahənin gücü ilə üst-üstə düşən istiqamətdə komponentləri olacaqdır. bütün elektrik anlarının proqnozlarının cəmi artıq sıfırdan fərqli olacaq.

Bir dielektrikin daha çox və ya daha az polarizasiya yaratmaq qabiliyyətini göstərən dəyər, yəni dielektrikin qütbləşməyə uyğunluğunu xarakterizə edən dəyər dielektrik həssaslıq adlanır və ya dielektrik qütbləşmə qabiliyyəti ().

16. Elektrik induksiya vektorunun axını (vahid və qeyri-bərabər induksiya). Qapalı bir səthdən axın. El üçün T.Gauss. Ətraf mühitdəki sahələr.

Gərginlik vektorunun axınına bənzər olaraq, konsepsiyanı təqdim edə bilərik induksiya vektor axını , gərginlik kimi eyni xüsusiyyəti tərk edərək - induksiya vektoru vahid səth sahəsindən keçən xətlərin sayına mütənasibdir. Aşağıdakı xüsusiyyətləri təyin edə bilərsiniz:

1.Vahid bir sahədə düz səthdən keçən axın (şəkil 22).

2. İnduksiya vektorunun qeyri-bərabər sahədə səthdən keçən axını, səthi düz hesab edilə biləcək qədər kiçik elementlərə bölmək yolu ilə hesablanır və hər bir elementin yaxınlığındakı sahə vahiddir. İnduksiya vektorunun ümumi axını bərabər olacaq:

3. İnduksiya vektorunun qapalı səthdən axması.

Qapalı səthdən keçən induksiya vektorunun axınını nəzərdən keçirək (şək. 23). Xarici normalların istiqamətini müsbət hesab etməyə razılaşaq. Sonra induksiya vektorunun induksiya xəttinə tangensial olaraq xaricə yönəldiyi səthin həmin nöqtələrində bucaq

və induksiya xətlərinin axını müsbət olacaq və induksiya vektoru D müsbət olacaq və D vektoru səthin içərisinə yönəldildiyi yerdə induksiya xətlərinin axını mənfi olacaq, çünki və . Beləliklə, qapalı səthdən keçərək və keçərək keçən induksiya xətlərinin ümumi axını sıfırdır.

Qauss teoreminə əsaslanaraq, keçiricidə aparılan qapalı səthin daxilində kompensasiya olunmamış elektrik yüklərinin olmadığını görürük. Konduktora artıq yük verildikdə bu xüsusiyyət eyni qalır.

Qarşı tərəfdə bərabər, lakin müsbət yük görünəcək. Nəticədə dirijorun içərisində olacaq induksiya edilmiş elektrik sahəsi E ind , xarici sahəyə doğru yönəldilir, o, xarici sahəyə bərabər olana qədər böyüyəcək və beləliklə keçiricinin içərisində yaranan sahə sıfıra çevriləcəkdir. Bu proses çox qısa müddət ərzində baş verir.

İnduksiya edilmiş yüklər keçiricinin səthində çox nazik təbəqədə yerləşir.

Dirijorun bütün nöqtələrində potensial eyni qalır, yəni. keçiricinin xarici səthi ekvipotensialdır.

Qapalı içi boş keçirici yalnız xarici yüklərin sahəsini ekranlaşdırır. Elektrik yükləri boşluğun içərisindədirsə, induksiya yükləri təkcə üzərində deyil xarici səth dirijor, həm də daxili və qapalı keçirici boşluq artıq onun içərisinə yerləşdirilən elektrik yüklərinin sahəsini ekranlaşdırmır.

. Bir dirijorun yaxınlığında sahənin gücü onun səthindəki yük sıxlığı ilə düz mütənasibdir.

Yüklənmiş cisimlər elektrik sahəsi vasitəsilə təmas etmədən bir-birinə təsir göstərə bilər. Statik tərəfindən yaradılan sahə elektrik hissəcikləri, elektrostatik adlanır.

Təlimatlar

1. Q yükünün yaratdığı elektrik sahəsinə başqa bir Q0 yükü yerləşdirilirsə, o, ona müəyyən bir qüvvə ilə təsir edəcəkdir. Bu toqquşma elektrik sahəsinin gücü E adlanır. Bu, fəzanın müəyyən nöqtəsində Q0 müntəzəm elektrik yükü üzərində sahənin təsir etdiyi F qüvvəsinin bu yükün dəyərinə nisbətidir: E = F/Q0.

2. Fəzanın müəyyən nöqtəsindən asılı olaraq sahənin gücü E-nin qiyməti dəyişə bilər ki, bu da E = E (x, y, z, t) düsturu ilə ifadə edilir. Nəticə etibarilə, elektrik sahəsinin gücü vektor fiziki kəmiyyətlərinə aiddir.

3. Sahənin gücü nöqtə yükünə təsir edən qüvvədən asılı olduğundan, elektrik sahəsinin gücü E vektoru F qüvvə vektoru ilə eynidir. Kulon qanununa görə, iki yüklü hissəciyin vakuumda qarşılıqlı təsir qüvvəsi düz xətt boyunca yönəldilir. bu ittihamları birləşdirir.

4. Michael Faraday gərginlik xətlərinin dəstəyi ilə elektrik yükünün sahə gücünü vizual şəkildə təsvir etməyi təklif etdi. Bu xətlər bütün tangensial nöqtələrdə gərginlik vektoru ilə üst-üstə düşür. Rəsmlərdə onlar adətən oxlarla təyin olunur.

5. Elektrik sahəsi vahiddirsə və onun intensivlik vektoru böyüklük və istiqamətdə davamlıdırsa, intensivlik xətləri ona paraleldir. Elektrik sahəsi düzgün yüklənmiş cisim tərəfindən yaradılırsa, gərginlik xətləri ondan uzaqlaşır, mənfi yüklü hissəcik halında isə ona doğru yönəlir.

İpucu 2: Elektrik sahəsinin gücünü necə aşkar etmək olar

Kəşf etmək üçün gərginlik elektrik sahələr, ona məlum sınaq yükünü daxil edin. Yan tərəfdən ona təsir edən qüvvəni ölçün sahələr və gərginlik dəyərini hesablayın. Elektrik sahəsi bir nöqtə yükü və ya bir kondansatör tərəfindən yaradılıbsa, onu xüsusi düsturlardan istifadə edərək hesablayın.

Sizə lazım olacaq

• elektrikölçən, dinamometr, voltmetr, xətkeş və iletki.

Təlimatlar

1. İxtiyari elektrik cərəyanının gərginliyinin təyini sahələrÖlçüləri elektrik sahəsini yaradan cismin ölçüsü ilə müqayisədə əhəmiyyətsiz olan yüklü bir cismi götürün. Aşağı kütləsi olan yüklü metal top idealdır. Onun yükünün miqdarını bir elektrikölçən ilə ölçün və onu elektrik sahəsinə qoyun. Elektrikdən gələn yükə təsir edən qüvvəni tarazlayın sahələr dinamometr və Nyutonda oxumaq. Bundan sonra qüvvə dəyərini Coulomb-da yük miqdarına bölün (E=F/q). Nəticə olacaq gərginlik elektrik sahələr metr başına voltla.

2. sahələr nöqtə yükü Elektrik sahəsi böyüklüyü məlum olan bir yük tərəfindən yaradılırsa, ondan uzaq kosmosda müəyyən bir nöqtədə onun intensivliyini təyin etmək üçün seçilmiş nöqtə ilə yük arasındakı məsafəni metrlə ölçün. Bundan sonra, Coulomb-da yük miqdarını ikinci gücə (q/r?) qaldırılan ölçülmüş məsafəyə bölün. Nəticədə cəmi 9*10^9-a vurun.

3. Elektrik gərginliyinin təyini sahələr kondansatör Kondansatör plitələri arasındakı potensial fərqi (gərginliyi) ölçün. Bunu etmək üçün ona paralel bir voltmetr bağlayın, nəticəni voltla qeyd edin. Bundan sonra, bu plitələr arasındakı məsafəni metrlərlə ölçün. Gərginlik dəyərini plitələr arasındakı məsafəyə bölün, nəticə olacaq gərginlik elektrik sahələr. Plitələr arasında hava yerləşdirilməyibsə, bu mühitin dielektrik davamlılığını təyin edin və cəmini onun dəyərinə bölün.

4. Elektrikin tərifi sahələr bir neçə tərəfindən hazırlanmışdır sahələr mi Verilmiş nöqtədəki sahə bir neçə elektrik sahəsinin superpozisiyasının nəticəsidirsə, istiqamətlərini nəzərə alaraq bu sahələrin qiymətlərinin vektor cəmini tapın (sahənin superpozisiya tezisi). İkinin meydana gətirdiyi elektrik sahəsini təsbit etmək lazımdırsa sahələr onların vektorlarını verilmiş nöqtədə qururuq, aralarındakı bucağı ölçürük. Bundan sonra onların hər birinin dəyərini kvadrata çevirin və cəmini tapın. Sahənin gücü dəyərlərinin məhsulunu hesablayın, onu 180-ə bərabər olan bucağın kosinusuna vurun? gərginlik vektorları arasındakı bucağı çıxarın və cəmini 2-yə vurun. Sonra yaranan ədədi gərginliklərin kvadratlarının cəmindən çıxarın (E=E1?+E2?-2E1E2*Cos(180?-?)). Sahələri qurarkən bunu nəzərə alın elektrik xətləri düzgün ittihamları buraxın və mənfi olanları daxil edin.

Mövzu ilə bağlı video

Vektor cəbrinin obyektləri modul adlanan istiqaməti və uzunluğu olan xətt seqmentləridir. Müəyyən etmək üçün modul vektor, çıxarılmalıdır Kvadrat kök koordinat oxlarına proyeksiyalarının kvadratlarının cəmini ifadə edən kəmiyyətdən.

Təlimatlar

1. Vektorlar iki əsas xüsusiyyətlə xarakterizə olunur: uzunluq və istiqamət. Uzunluq vektor modul və ya norma adlanır və skalyar dəyəri, başlanğıc nöqtəsindən son nöqtəyə qədər olan məsafəni təmsil edir. Hər iki xüsusiyyət müxtəlif kəmiyyətləri və ya hərəkətləri, məsələn, fiziki qüvvələri, hərəkəti qrafik şəkildə təmsil etmək üçün istifadə olunur elementar hissəciklər və s.

2. Məkan vektor ikiölçülü və ya üçölçülü fəzada onun xassələrinə təsir etmir. Onu başqa yerə köçürsəniz, ancaq uclarının koordinatları dəyişəcək modul və istiqamət eyni qalacaq. Bu muxtariyyət vektor cəbr alətlərindən müxtəlif hesablamalarda, məsələn, fəza xətləri və müstəvilər arasında bucaqların müəyyən edilməsində istifadə etməyə imkan verir.

3. Bütün vektor uclarının koordinatları ilə müəyyən edilə bilər. Əvvəlcə iki ölçülü fəzaya baxaq: ön söz deyək vektor A nöqtəsində (1, -3), sonu isə B (4, -5) nöqtəsində yerləşir. Onların proyeksiyalarını aşkar etmək üçün absis və ordinat oxuna perpendikulyarları aşağı salın.

4. Özünüzün proqnozlarını müəyyənləşdirin vektor, bu düsturla hesablana bilər: ABx = (xb – xa) = 3 ABy = (yb – ya) = -2, burada: ABx və ABy proyeksiyalardır vektor Ox və Oy oxunda xa və xb A və B nöqtələrinin absisləridir ya və yb müvafiq ordinatlardır;

5. Qrafik şəkildə siz proyeksiyalara bərabər uzunluqlu ayaqların yaratdığı düzbucaqlı üçbucağı görəcəksiniz vektor. Üçbucağın hipotenuzası hesablanması lazım olan kəmiyyətdir, yəni. modul vektor. Pifaqor teoremini tətbiq edin: |AB|? = ABx? +ABy? ? |AB| = ?((xb – xa)? + (yb – ya)?) = ?13.

6. Göründüyü kimi, üçölçülü məkan üçün düstur üçüncü koordinat əlavə etməklə daha mürəkkəbləşir - uclar üçün zb və za tətbiq edin. vektor:|AB| = ?((xb – xa)? + (yb – ya)? + (zb – za)?).

7. Baxılan misalda za = 3, zb = 8 olsun, onda: zb – za = 5;|AB| = ?(9 + 4 + 25) = ?38.

Mövzu ilə bağlı video

Eyni böyüklükdə olan nöqtə yüklərinin modulunu təyin etmək üçün onların qarşılıqlı təsir qüvvəsini və aralarındakı məsafəni ölçün və hesablama aparın. Ayrı-ayrı nöqtə cisimlərinin yük modulunu aşkar etmək lazımdırsa, onları məlum intensivliyə malik elektrik sahəsinə daxil edin və sahənin bu yüklərə təsir edən qüvvəsini ölçün.

Sizə lazım olacaq

• - burulma tərəziləri;
• - hökmdar;
• - kalkulyator;
• – elektrostatik sahə ölçən.

Təlimatlar

1. Modulda eyni olan iki yük varsa, emosional dinamometr olan Coulomb burulma balansından istifadə edərək onların qarşılıqlı təsir gücünü ölçün. Daha sonra yüklər tarazlaşdıqda və tərəzinin naqili elektrik qarşılıqlı təsir gücünü kompensasiya etdikdə bu qüvvənin qiymətini tərəzidə qeyd edin. Daha sonra bir hökmdar, kaliper və ya tərəzidə xüsusi tərəzi istifadə edərək, bu yüklər arasındakı məsafəni tapın. Nəzərə alın ki, fərqli olaraq ittihamlar cəlb edir, eyni yüklər isə dəf edir. Gücü Nyutonla və məsafəni metrlə ölçün.

2. Bir nöqtəli yükün q modulunun qiymətini hesablayın. Bunun üçün iki yükün qarşılıqlı təsir göstərdiyi F qüvvəsini 9 10^9 eksponentinə bölün. Nəticənin kvadrat kökünü götürün. Nəticəni yüklər arasındakı məsafəyə vurun r, q=r?(F/9 10^9). Siz Coulombs ilə ödəniş alacaqsınız.

3. Əgər ittihamlar qeyri-bərabərdirsə, onda onlardan biri əvvəlcədən məlum olmalıdır. Coulomb burulma tarazlıqlarından istifadə edərək məlum və naməlum yük arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvəsini və aralarındakı məsafəni təyin edin. Naməlum yükün modulunu hesablayın. Bunun üçün F yüklərinin qarşılıqlı təsir qüvvəsini 9 10^9 eksponentinin hasilinə məşhur q0 yükünün moduluna bölün. Yaranan ədədin kvadrat kökünü götürün və cəmi r yükləri arasındakı məsafəyə çarpın; q1=r ?(F/(9 10^9 q2)).

4. Tanımadığı nöqtə yükünün modulunu elektrostatik sahəyə daxil etməklə müəyyən edin. Müəyyən bir nöqtədə onun intensivliyi əvvəlcədən bilinmirsə, ona elektrostatik sahə ölçmə sensoru daxil edin. Gərginliyi metr başına voltla ölçün. Məlum gərginlik nöqtəsinə yük qoyun və emosional dinamometrin dəstəyi ilə ona təsir edən qüvvəni Nyutonla ölçün. F qüvvəsinin qiymətini elektrik sahəsinin gücünə E bölməklə yük modulunu təyin edin; q=F/E.

Mövzu ilə bağlı video

Qeyd!
Gərginlik vektoru fəzanın istənilən nöqtəsində yalnız bir istiqamətə malikdir, buna görə də gərginlik xətləri heç vaxt kəsişmir.

1 .İki növ elektrik yükü və onların xassələri. Ən kiçik bölünməz elektrik yükü. Elektrik yüklərinin saxlanması qanunu. Coulomb qanunu. Yük vahidi. Elektrostatik sahə. Sahənin aşkarlanması üsulu. Gərginlik elektrostatik sahənin xarakteristikası kimi. Gərginlik vektoru, onun istiqaməti. Nöqtə yükünün elektrik sahəsinin gücü. Gərginlik vahidləri. Sahələrin superpozisiya prinsipi.

Elektrik yükü - kəmiyyət dəyişməzdir, yəni. istinad çərçivəsindən asılı deyil və buna görə də yükün hərəkət etməsindən və ya istirahət etməsindən asılı deyil.

iki növ (növ) elektrik yükü : müsbət yüklər və mənfi yüklər.

Eksperimental olaraq müəyyən edilmişdir ki, eyni yüklər dəf edir, fərqli yüklər isə cəlb edir.

Elektrik neytral bir cismin bərabər sayda müsbət və mənfi yükləri olmalıdır, lakin onların bədənin bütün həcmində paylanması vahid olmalıdır.

Elin qorunma qanunu. doldurmaq : elec-in cəbri cəmi. hər hansı qapalı sistemin yükləri (xarici istiliklə yük mübadilə etməyən sistem) bu sistemdə hansı proseslərin baş verməsindən asılı olmayaraq dəyişməz qalır.

Elek. yüklər kortəbii olaraq yaranmır və yaranmır, onlar yalnız ayrılıb bir bədəndən digərinə keçə bilər.

Mövcuddur ən kiçik yük, ona elementar yük deyilirdi - bu elektronun malik olduğu yükdür və bədənin yükü bu elementar yükün qatıdır: e=1,6*10 -19 Cl. Mənfi elementar yük elektronla, müsbət yükü isə yükü və kütləsi elektronun yükü və kütləsi ilə kəmiyyətcə üst-üstə düşən pozitronla əlaqələndirilir. Lakin pozitronun ömrü qısa olduğu üçün cisimlərdə yoxdur və buna görə də cisimlərin müsbət və ya mənfi yükü cisimlərdə elektronların ya azlığı, ya da artıqlığı ilə izah olunur.

Coulomb qanunu: homojen və izotrop mühitdə yerləşən iki nöqtə yükü arasında qarşılıqlı təsir qüvvələri bu yüklərin hasilinə düz mütənasibdir və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir, bir-birinə bərabərdir və ondan keçən düz xəttə yönəldilir. bu ittihamlar. g - q 1 və q 2 yüklər arasındakı məsafə, k - fiziki vahidlər sisteminin seçimindən asılı olaraq mütənasiblik əmsalıdır.

m/F, a =8,85*10 -12 F/m - dielektrik sabiti

Nöqtəli yük, xətti ölçüləri aralarındakı məsafələrlə müqayisədə kiçik olan cisimlərdə cəmlənmiş yüklər kimi başa düşülməlidir.

Bu vəziyyətdə, yük kulonlarla ölçülür - 1 amper cərəyanında bir saniyədə bir keçiricinin kəsişməsindən axan elektrik miqdarı.

F qüvvəsi yükləri birləşdirən düz xətt boyunca yönəldilir, yəni. mərkəzi qüvvədir və cazibəyə uyğundur (F<0) в случае разноименных зарядов и отталкиванию (F>0) eyni adlı ittihamlar olduqda. Bu qüvvə adlanır Coulomb qüvvəsi.

Faradeyin sonrakı tədqiqatları göstərdi ki, yüklü cisimlər arasındakı elektrik qarşılıqlı təsirləri bu qarşılıqlı təsirlərin baş verdiyi mühitin xüsusiyyətlərindən asılıdır.

Dərsin məqsədi: sahənin istənilən nöqtəsində elektrik sahəsinin gücü anlayışını və onun tərifini verin.

Dərsin məqsədləri:

• elektrik sahəsinin gücü anlayışının formalaşması; gərginlik xətləri anlayışını və elektrik sahəsinin qrafik təsvirini vermək;
• tələbələrə gərginliyin hesablanmasına dair sadə məsələlərin həllində E=kq/r 2 düsturunu tətbiq etməyi öyrət.

Elektrik sahəsi maddənin xüsusi bir formasıdır, varlığı yalnız onun hərəkəti ilə qiymətləndirilə bilər. Eksperimental olaraq sübut edilmişdir ki, iki növ yük var, onların ətrafında qüvvə xətləri ilə xarakterizə olunan elektrik sahələri mövcuddur.

Sahəni qrafik şəkildə təsvir edərkən, elektrik sahəsinin gücü xətlərinin olduğunu xatırlamaq lazımdır:

1. heç bir yerdə bir-birinizlə kəsişməyin;
2. müsbət yükdə (yaxud sonsuzda) başlanğıc və mənfi yükdə (yaxud sonsuzda) sonu var, yəni onlar açıq xətlərdir;
3. ödənişlər arasında heç bir yerdə kəsilmir.

Şəkil 1

Müsbət yük xətləri:

Şəkil 2

Mənfi yük xətləri:

Şəkil 3

Eyni adlı qarşılıqlı yüklərin sahə xətləri:

Şəkil 4

Fərqli qarşılıqlı yüklərin sahə xətləri:

Şəkil 5

Elektrik sahəsinin güc xarakteristikası E hərfi ilə işarələnən və ölçü vahidlərinə malik olan intensivlikdir. Gərginlik vektor kəmiyyətidir, çünki Kulon qüvvəsinin vahid müsbət yükün dəyərinə nisbəti ilə müəyyən edilir.

Coulomb qanunu düsturunu və intensivlik düsturunu çevirmək nəticəsində sahənin gücünün müəyyən bir yükə nisbətən təyin olunduğu məsafədən asılılığı var.

Harada: k– dəyəri elektrik yükü vahidlərinin seçimindən asılı olan mütənasiblik əmsalı.

SI sistemində N m 2 / Cl 2,

burada ε 0 8,85·10 -12 C 2 /N m 2 bərabər olan elektrik sabitidir;

q – elektrik yükü (C);

r yükdən gərginliyin təyin olunduğu nöqtəyə qədər olan məsafədir.

Gərginlik vektorunun istiqaməti Kulon qüvvəsinin istiqaməti ilə üst-üstə düşür.

Kosmosun bütün nöqtələrində gücü eyni olan elektrik sahəsi vahid adlanır. Məhdud kosmos bölgəsində, bu bölgədə sahənin gücü bir qədər dəyişərsə, elektrik sahəsi təxminən vahid hesab edilə bilər.

Bir neçə qarşılıqlı yükün ümumi sahəsi gücü sahə superpozisiya prinsipi olan güc vektorlarının həndəsi cəminə bərabər olacaqdır:

Gərginliyin müəyyən edilməsinin bir neçə halını nəzərdən keçirək.

1. İki əks yük qarşılıqlı təsir göstərsin. Onların arasına müsbət nöqtəli yük yerləşdirək, onda bu nöqtədə eyni istiqamətə yönəlmiş iki gərginlik vektoru olacaq:

Sahənin superpozisiya prinsipinə əsasən, verilmiş nöqtədə sahənin ümumi gücü E 31 və E 32 güc vektorlarının həndəsi cəminə bərabərdir.

Müəyyən bir nöqtədəki gərginlik düsturla müəyyən edilir:

E = kq 1 /x 2 + kq 2 /(r – x) 2

burada: r – birinci və ikinci yük arasındakı məsafə;

x birinci və nöqtə yükü arasındakı məsafədir.

Şəkil 6

2. İkinci yükdən a məsafəsində uzaq bir nöqtədə gərginliyi tapmaq lazım olduğu halı nəzərdən keçirək. Nəzərə alsaq ki, birinci yükün sahəsi ikinci yükün sahəsindən böyükdür, onda sahənin verilmiş nöqtəsindəki intensivlik E 31 və E 32 intensivliyin həndəsi fərqinə bərabərdir.

Müəyyən bir nöqtədə gərginliyin düsturu belədir:

E = kq1/(r + a) 2 – kq 2 /a 2

Burada: r – qarşılıqlı yüklər arasındakı məsafə;

a ikinci və nöqtə yükü arasındakı məsafədir.

Şəkil 7

3. Sahənin gücünü həm birinci, həm də ikinci yükdən müəyyən məsafədə, bu halda birincidən r məsafədə və ikinci yükdən b məsafədə müəyyən etmək lazım gəldikdə misalı nəzərdən keçirək. Bənzər yüklər dəf etdiyindən və yüklərdən fərqli olaraq bir nöqtədən çıxan iki gərginlik vektorumuz olduğundan, onları əlavə etmək üçün paraleloqramın əks bucağı ümumi gərginlik vektoru olacaqdır; Cəbri cəmi Pifaqor teoremindən vektorları tapırıq:

E = (E 31 2 + E 32 2) 1/2

Beləliklə:

E = ((kq 1 /r 2) 2 + (kq 2 /b 2) 2) 1/2

Şəkil 8

Bu işə əsasən belə nəticə çıxır ki, sahənin istənilən nöqtəsində intensivliyi qarşılıqlı təsir göstərən yüklərin böyüklüyünü, hər bir yükdən verilmiş nöqtəyə qədər olan məsafəni və elektrik sabitini bilməklə müəyyən etmək olar.

4. Mövzunun möhkəmləndirilməsi.

Doğrulama işi.

Seçim №1.

1. Bu ifadəni davam etdirin: “elektrostatika...

2. Bu ifadəni davam etdirin: elektrik sahəsi….

3. Bu yükün intensivliyinin sahə xətləri necə yönəldilir?

4. İttihamların əlamətlərini müəyyənləşdirin:

Ev tapşırıqları:

1. İki yük q 1 = +3·10 -7 C və q 2 = −2·10 -7 C bir-birindən 0,2 m məsafədə vakuumdadır. Yükləri birləşdirən xəttdə, q 2 yükünün sağında 0,05 m məsafədə yerləşən C nöqtəsində sahənin gücünü təyin edin.

2. Sahənin müəyyən nöqtəsində 5·10 -9 C yükə 3·10 -4 N qüvvə təsir edir. Bu nöqtədə sahənin gücünü tapın və sahəni yaradan yükün böyüklüyünü təyin edin. nöqtə ondan 0,1 m məsafədə olarsa.