Д. К. Оразалинова физикадан анықтамалық



жүктеу 1.18 Mb.
Pdf просмотр
бет5/9
Дата08.09.2017
өлшемі1.18 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

3 Электр және магнетизм 

 

3.1 Кулон заңы 

 

Вакуумдегі  орналасқан  күктелік  зарядтардың  ӛзараәсерлесу  күші  F, 

q

1

,q



2

зарядтарға  тура  пропорционал,  ал  r  ара  қашықтығының  квадратына  кері 

пропорционал: 

Векторлық түрінде 



r

r

r

q

q

F

2

2



1

0

4



1

,  модуль жағынан 

2

2

1



0

4

1



r

q

q

F

  

 

(104) 


 

Изотропты ортадағы Кулон заңы: 

 

   


2

2

1



0

4

1



r

q

q

F

 

(105) 



 

мұндағы  -  ортаның  диэлектрлік  ӛтімділігі,  ӛлшемсіз  шама,  зарядтардың 

вакуумдегі ӛзараәсерлесу күші ортадағы ӛзараәсерлесу күшінен неше есе артық 

болатындығын кӛрсетеді: 



F

F

0

  



Вакуумдның диэлектрлік ӛтімділігі 

1

вак

 

12

0



8,85 10

/

Ф м

, электр тұрақтысы 

Электрлік зарядтардың кӛлемдік тығызыдығы:  

 

dV

dq



 

 

 



(106) 

 

мұндағы 



dq

  – кӛлемі 



dV

зарядталған дененнің аз элементінің заряды   

Электр зарядтардың беттік тығыздығы  

 

dS



dq

 

 



 

(107) 


мұндағы

dq

 –ауданы 



dS

зарядталған беттің аз бӛлігінің заряды  

Электр зарядтардың сызықтық тығыздығы: 

 

dl



dq

 

(108) 



 

мұндағы 


dq

-ұзындығы 



dl

 зарядталған аз бӛлігінің заряды 

 

 

 



 

 


 

41 


Элекр ӛрісінің кернеулігі   

 

0



q

F

E

 

(109) 



 

 

  



 

 

dS

аудан арқылы кернеулік векторының ағыны:   

 

E



n



EdS E dS

 

(110) 



 

 

S

-кез келген бет арқылы кернеулік векторының ағыны 

Е

n

S

S

Ф

Ed S

E dS

 

Электростатикалық ӛрістің қабаттасу принципі 



1

1

;



n

n

i

i

i

i

E

E

Вакуумдегі  электростатикалық  ӛрісі  үшін  Гаусс  –  Остроградский 



теоремасы:  қандай  да  болсын  тұйық  бет  арқылы  вакуумдегі  кернеулік 

векторының  ағыны  осы  бет  ішінде  тұйықталған  зарядтардың  алгебралық 

қосындысының   -ға қатынасына тең шама. 

 

1



0

0

1



1

n

E

n

i

i

S

S

V

Ф

Ed S

E dS

Q

dV

 

 



(111) 

Шексіз ұзын біртекті зарядталған жазықтықтың электр ӛрісінің кернеулігі 

0

2

E



 

 

Екі шексіз параллель әр аттас зарядталған жазықтықтар арасындағы ӛріс 



кернеулігі:   

 

0



E

 

(112) 



Жалпы  заряды  q  cфера  центрінен 

r

қашықтықта  радиусы 



R

  зарядталған 

сфералық бет туғызатын ӛріс кернеулігі: 

 

0



E

, (r

(113) 

 

 



және  

 

2



0

1

;



4

Q

E

r

(

r



R

 - сфера сыртында) 

 

(114) 


 

Шар  центрінен 



r

қашықтықтағы  жалпы  заряды  q  біртекті  зарядталған 

радиусы 

R

 шар электр ӛрісінің кернеулігі: 

 


 

42 


3

0

1



4

Qr

E

R

,    


r

R

 кезінде  (шар ішінде), 

(115) 

және 


2

0

1



4

Q

E

r



r



R

  кезінде (шар сыртында) 

 

(116) 


Жалпы  q  зарядпен  зарядталған  шексіз  радиусы 

R

цилиндрдің  осінен   



r

 

қашықтықтағы ӛріс кернеулігі: 



 

0

E

,    (цилиндр ішінде) 

r

R

 кезінде 

(117) 

 

және 



0

1

2



E

r

, (цилиндр сыртында) 



r

R

 кезінде 

 

(118) 


q  зарядтың  1  нүктеден  2  нүктеге  дейін  орын  ауыстыру  бойынша 

электростатикалық ӛрістің жасаған жұмысы: 

 

12

0



1

2

(



)

A

Q

 

(119) 



 

немесе 


2

2

12



0

0

1



1

l

A

Q

Edl

Q

E dl

 

 



(120) 

 

Электростатикалық ӛрістің кернеулік векторының циркуляциясы:  



 

l

L

L

Edl

E dl

 

(121) 



 

 

q

  заряд  ӛрісінде  осы  зарядтан 

қашықтықта  орналасқан 

зарядттың 

потенциалдық энергиясы  

 

const

r

q

q

U

0

0



4

1

 



 

(122) 


 

Аттас зарядттар үшін ӛзараәсерлесудің потенциалдық энергиясы (тебілуі) 

оң,  әр  аттас  зарядтардың  ӛзараәсерлесудің  (тартылудың)  потенциалдық 

энергиясы теріс а. 

Егер  ӛріс 

нүктелік  зарядтар  жүйесімен  тұғызылған  болса,  онда  осы 

ӛрісте  орналасқан 

зарядтың  потенциалдық  энергиясы  әр  бір  зарядтың  жеке 

тұғызылған 

ӛрістерінің 

потенциалдық 

энергия 


қосындысына 

тең: 


n

i

n

i

i

r

q

i

q

U

U

0

0



1

4

1



Осыдан 


потенциал 

0

q



U

-электр 


ӛрісінің 

энергетикалық сипаттамасы, оның ӛлшем бірлігі – В (Вольт). 

 


 

43 


Электростатикалық  ӛрістің  вакуумдегі 

r

  қашықтығы  зарядтын 

потенциалы мен кернеулігі:  

 

2



0

0

1



1

;

4



4

Q

Q

E

r

r

 

 



 

 

(123) 



 

Электростатикалық  ӛрістің  екі  нүктесінің  арасындағы  потенциал 

айырымы  оң  бірлік  оң  зарядттың  1  ші  нүктеден  2  ші  нүктеге  ауыстыру 

жұмысымен анықталады: 

 

 

(124) 



Электростатикалық 

ӛрістерінің 

потенциалдардың 

суперпозиция 

(қабаттасу  )  принципі:  егер  ӛріс  бірнеше  зарядтан  пайда  болса,  онда  ӛріс 

потенциалы әр бір заряд туғызатын потенциалдардың алгебралық қосындысына 

тең.  

Электростатикалық  ӛрістің  кернеулігі  мен  потенциалдың  арасындағы 



байланысы 

 

(



)

E

grad

i

j

k

x

y

z

=

 



(125) 

 

Орталық (центрлік) немесе осьтік симметриялы ӛрістер үшін  



 

d

E

dr

 

 



 

 

(126) 



 

Электростатикалық диполь деп модульдері жағынан тең әр аттас(

зарядтардың  арасындағы  қашықтығы  қарастырылатын  нүктелерге  дейінгі 



қашықтықтарынан аз болғандағы жүйе электрлік диполь деп аталады (

) 

Электрлік  диполь  моменті  (диполдік  момент)  әғни,  екі  әр 

аттас зарядтар жүйесінің  ара қашықтығы  бойымен оң зарядтан 

теріс зарядқа қарай бағытталған вектор  

 

p



q l

 

зарядтардын  



 

 

 



(127) 

 

мұндағы 



l

-  диполь  иіні  –  диполь  осі  бойымен  теріс  зарядтан  оң  зарядқа 

қарай бағытталған және олардың арасындағы ара қашықтығына тең.  

Диполь  осінің  жалғасуында  орналасқан  ӛрістің  кернеулігі  мен 

потенциалы:  

 

1



1

3

2



0

0

1



2

1

1



,

4

4



e

e

p

p

E

r

r

 

(128) 



 

 

44 


Диполь Ортасынан диполь осіне тұрғызылған перпендикулярдағы кернеуі 

мен потенциал: 

 

2

2



2

0

2



1

,

0



4

( )


e

p

E

r

 

(129) 



 

Диэлектриктер деп, кәдімгі жағадайда электр тогын ӛткізбейтін заттар.  

Диэлектриктердің үш типтерін ажыратады: 

1)  Полярлы  емес  молекулалары  бар  диэлектриктер,  молекулалары 

симметриялық  сыртқы  ӛрістің  жоқ  болғандағы  нольдік  диполь  моментіне    ие 

болатын (

2)Полярлы 



молекулалардан 

тұратын 


диэлектриктер, 

оларжың 


асимметриялылық  салдарынан  молекулалары  нольге  тең  емес  дипольдік 

моментіне ие болады 

3)  Ионндық  диэлектриктер  –  әр  таңбалы  иондардың дұрыс  орын  алмасу 

мен кеңістіктік торлар ұсынатын ионндық кристалдар. 

Поляризацияның үш түрі ажыратылады: 

1) электрондық немесе деформациондық диэлектриктер поляризациясы –

электрондық  орбиталады  деформация  есебінен  диэлектриктің  атомдар  мен 

молекулалардың дипольдік моменті индуцияланады; 

2)  полярлы  молекулалары  диэлектриктің  бағдарланушы  немесе  дипольді 

поляризациясы– ӛріс бойымен дипольді моментіне ие болатын молекулалардың 

бағдарлануы; 

3)иондық 

кристалдық 

торларымен 

диэлектриктердің 

ионндық 


поляризациясы–  ӛріс  бойымен  оң  иондардың  торшасының  ығысуы,  ал  теріс 

иондардың  ӛріске  қарсы  ығысуы  дипольді  моментінің  пайда  болуына  әкеп 

соғады.  

Поляризацияланғыштық   – бірлік кӛлемінің дипольдік моменті: 

 

i

i

p

P

V

 

(130) 



 

мұндағы 


V

- диэлектрик кӛлемі,   



i

p



i й

-ші молекуланың дипольдік моменті. 

Электростатикалық 

ӛрістің 

кернеулігімен 

диэлектриктің 

поляриациялылығымен байланысы: 

 

0

P



E

 

(131) 



 

мұндағы - заттың диэлектрлік қабылдағыштығы. 

Диэлектрлік  ӛтімділігінің  диэлектрлік  қабылдағыштығы  арасындағы 

байланысы: 

 


 

45 


1

 

(132) 



 

Диэлектриктегі 



E

ӛріс кернеулігімен вакуумдегі ӛріс кернеулігінің 

арасындағы байланысы  :  

 

немесе 



0

E

E

 

(133) 



 

Электр ӛрісінің электр ығысу векторы мен электр ӛрісінің кернеулігі 

арасындағы байланысы  

 

0



D

E

 

(134) 



 

,

D E

және 

P

 арасындағы байланысы: 

 

0

D



E

P

 

(135) 



 

Диэлектриктегі электростатикалық ӛрісі үшін Гаусс теоремасы: 

 

1

n



D

n

i

i

S

S

Ф

Dd S

D dS

Q

 

 



(136) 

 

Ӛткізгіш бетіндегі электростатикалық ӛрісінің кернеулігі: 



0

E

 

мұндағы   - зарядтардың беттік тығыздығы. 



Оңашаланған ӛткізгіштің электр сыйымдылығы:  

 

Q



C

 

 



 

(137) 


 

 

мұндағы



Q

 - ӛткізгішке берілген заряд,   - ӛткізгіш потенциалы.  

Оқшауланған  ӛткізгіш  шардың  электрсыйымдылығы,  осы 

шардың радиусына тура пропорционал және ортаның диэлектрлік 

ӛтімділігіне де тура пропорционал:

 

 



0

4

C



R

 

 



 

 

 



(138) 

 

Жазық конденсатордың электрсыйымдылығы: 



 

0

S



C

d

 

 



 

 

(139) 



Цилиндрлік конденсатордың электрсыйымдылығы  

 

 



 

(140) 


 

46 


0

2

1



2

ln

/



l

C

r

r

 

 



l

- конденсатор астарлар ұзындығы,  

1

2

,



r r

- коаксиаль цилиндрлердің радиустары. 

сфералық конденсатор сыйымдылығы 

 

 



1 2

0

2



1

4

r r



C

r

r

 

 



 

(141) 


 

мұндағы 


1

2

,



r r

- концентрлік сфералардың радиустары. 

Конденсаторларды 

бір-бірімен 

тізбектей 

қосқандағы 

электрсыйымдылығы 

1

1



1

n

i

i

C

C

 

(142) 



 

Тізбектей қосылған конденсатордағы заряд шамасы әр бір конденсаторда 

бірдей  ӛзара  тең 

n

q

q

q

q

...


2

1

  ,  ал  тізбектей  қосылған  конденсаторлар 



батареясының  жалпы  кернеу  шамасы  әр  бір  конденсатор  астарлардағы 

кернеудің косындысына тең 



n

U

U

U

U

...


2

1

 



Параллель 

қосылғандағы 

конденсатор 

батареясының 

электрсыйымдылығы  

1

n



i

i

C

C

    


мұндағы 

i

C



i

ші конденсатордың электрсыйымдылығы, 

n

 - 


конденсаторлар саны. 

Параллель  қосылған  конденсатор  батареясының  заряд  шамасы  әр  бір 

конденсаторда жинақталған зарядтардың қосындысына тең 

n

q

q

q

q

...


2

1

 



ал  кернеудің  жалпы  шамасы  әр  бір  конденстор  астарларындағы  кернеу 

шамасына тең 



n

U

U

U

U

...


2

1

              



Ӛқшауланған зарядталған ӛткізгіштің энергиясы:  

 

2



2

2

2



2

C

Q

Q

W

C

 

 



 

(143) 


 

Нүктелік зарядтар жүйесінің ӛзараәсерлесудің энергиясы: 

 

1

1



2

n

i

i

i

W

Q

 

 



(144) 

 

мұндағы 



i



i

ші  зарядтан  басқа 

i

Q

заряд  орналасқан  нүктедегі 

туындалған ӛрістің потенциалы. 

Зарядталған конденсатордың энергиясы: 

 

2

2



2

2

2



C

Q

Q

W

C

 

 



(145) 

 

47 


 

мұндағы


Q

 - конденсатордағы заряд шамасы, 



C

- оның электрсыйымдылығы,  

 - астарлар арасындағы поетнциал айырымы (кернеу). 

U

2

1



 

Пондеромоторлық  күш–  әр  аттас  зарядтармен  зарядталған  конденсатор 

астарлары  арасындағы  тартылу  күші  зарядтар  мәнінің  квадратына  тура 

пропорционал,  ал  жазықтық  аудандарына  сонымен  бірге  ортаның  диэлектрлік 

ӛтімділігіне  кері  пропорционал,  немесе  керісінше  заряд  шамасын  оның  беттік 

тығыздығы арқылы ӛрнектеп жазса, онда : 

 

2

2



2

0

0



0

2

2



2

E S

Q

S

F

S

 

(146) 



 

Жазық конденсатордың электростатикалық ӛрістің энергиясы: 

 

2

2



2

0

0



0

2

2



2

E

SU

E

W

Sd

V

d

 

 



(147) 

 

Электрэнергиясының кӛлемдік тығыздығы 



 

2

0



2

2

E



ED

 

 



(148) 

 

мұнадғы 



D

 - электрығысудың векторы.  



 

3.2 Тұрақты электр тогы  

 

Зарядталған  бӛлшектердің  бағытталған  қозғалысы  –электр  тогы  деп 

аталады  ток бағытына оң зарядтардың қозғалыс бағыты алынған. 

Уақыт бойымен шамасы мен бағыты ӛзгермейтін токты тұрақты ток деп атайды 

Тұрақты  ток  күші  –скалярлық  шама,  сан  жағынан  ӛткізгіштің  кӛлденең 

қимасынан бірлік уақыт ішінде ӛткен заряд шамасына тең 



t

q

I

 немесе 


qt

dq

I

    


Ток күшінің ӛлшем бірлігі –ампер (А) 

Электр  тогының  тығыздығы  j  деп,  сан  жағынан  ӛткізгіштің  кӛлденең 

қимасының бірлік ауданына келетін ток күшіне тең векторлық физикалық шама 

аталады 


I

j

S

             : 

немесе 

I

j

k

S

    мұндағы   



k

    -оң  зарядтардың  қозғалыс  бағытымен  дәл 



келетін бірлік вектор         

Ӛткізгіштегі ток тығыздығы: 



j

ne v

 

n  –зарядтардың  концентрациясы, 



v

-зарядтардың  реттелген  қозғалысының 

жылдамдығы, А/м

2

 ӛлшем бірлігімен ӛлшенеді. 



Электр тогы пайда болу үшін қажет: 

-ток  тасушылардың  бар  болуы–  бағытталған  қозғала  алатын  зарядталған 

бӛлшектер. 

-энергиясы толықтырылып отыратын электр ӛрісінің бар болуы. 

Тұрақты  токтың  бар  болуына  электростатикалық  емес  күштер  есебінен 

потенциал  айырымын  туғызып  үстап  тұратын  құрылғысы  қажет,  ондай 

құрылғыларды ток кӛздері деп атайды. 

Ток  кӛзі  жағынан  Табиғаты  Электростатикалық  емес  күштерді  бөгде 



күштер деп атайды. 

Бірлік  оң  зарядтын  ауыстыру  жұмысын  жасап  тұратын  бӛгде  күштердің 

жұмысымен  анықталатын  физикалық  шама  тізбекте  әрекет  жасайтын  Электр 

Қозғаушы Күш (ЭҚК)деп аталады: 

 

0

q



А

б

 

(149) 



 

Бӛгде күштер әсер етпейтін тұратын тізбек бӛлігі біртекті деп аталады.  

Ал  ток  тасушыларға  бӛгде  күш  әсер  ететін  бӛлігі,  біртекті  емес  деп 

аталады.  

Тізбектің тұйықталған бӛлігінде  зарядтың орын ауыстыру жұмысы  

 

 



2

1

2



1

l

d



б

E

q

l

d

F

A

   


 

 

 



(150) 

 

49 


 

Тұйық  тізбектегі  әсер  ететін  ЭҚК-бұл  бӛгде  күштердің  кернеулік 

вектордың циркуляциясы: 

 

l



d

E

A

б

б

q

 



(151) 

 

Тұйық  контур  бойынша  бӛгде  күштердің  кернеулік  векторының 



циркуляциясы нольге тең емес, сондықтан бӛгде күштердің ӛрісі потенциалды 

емес. 


Тізбектің 1-2 бӛлігіндегі әсер ететін ЭҚК-  

 

l



d

Е

б

2

1



12

 

 



 

(152) 


 

 

 



Тізбектің  1-2  бӛлігіндегі  кернеу  U  деп  сан  жағынан  электростатикалық 

және  бӛгде  күштерімен  тізбектің  берілген  бӛлігіндегі  бірлік  оң  зарядты  орын 

ауыстыру 

бойынша 


жасалатын 

қосынды 


жұмысына 

тең 


шама: 

12

2



1

0

12



12

q

A

U

 

Тізбек  бӛлігінің  ұштарындағы  кернеу  U  ,  егер  осы  тізбек  бӛлігінде  ток 



кӛзі болмаса потенциал айырымына 

2

1



тең  

Кӛлденең  қимасының  ауданы  S  бойында  Ұзындығы  l  бірдей  біртекті 

ӛткізгіштің кедергісі 

R

мына формуламен анықталады  

 

l

R

S

 

(153)



 

 

мұндағы   - ӛткізгіштің меншікті кедергісі 



Ӛткізгіштің кедергісі Ом ӛлшем бірлігімен ӛлшенеді (Ом) 

Ӛткізгіштің меншікті кедергісі (Ом м) ӛлшем бірлігімен ӛлшенеді. 

Қимасы  айнымалы  ӛткізгіштің  кедергісі 

dl

dr

S

  ӛрнекті  интегралдау 

арқылы есептелінеді: 

Электр кедергісіне кері шамасы электрлік ӛткізгіштік деп аталады: 

 

Ол Симменс  (См) ӛлшем бірлігімен ӛлшенеді 



Меншікті  ӛткізгіштік    меншікті  кедергімен  мына  қатынас  арқылы 

байланысқан: 

 

1

 



(154) 

 


 

50 


Меншікті ӛткізгіштіктің ӛлшем бірлігі – 

 

Дифференциаолы түрдегі Ом заңы – ӛткізгіш ішіндегі қандай да болсын 



нүктесіндегі  ток  тығыздығы  мен  сол  нүктедегі  электр  ӛрісінің  керенулігі 

арасындағы байланысын береді: 

 

 

(155) 



Ток  кӛзі  болмағн  тізбек  бӛлігі  үшін  Ом  заңы:  ӛткізгіш  ұштарындағы 

потенциал  айырымына  тура  пропорционал 



2



    және  ӛткізгіштіктің 

кедергісіне кері пропорционал  : 

 

1

2



I

R

 

(156) 



 

Меншікті кедергінің температураға тәуелділігі: 

 

0

(1



)

t

 

(157) 



 

мұндағы 


- 0


о

С температурадағы меншікті кедергі,  

 - t

o

C температурадағы меншікті кедергісі,  



 - кедергінің температуралық коэффициенті. 

Ӛткізгіш кедергісінің температураға тәуелділігі: 

 

 

(158) 



 

мұндағы 


- 0

о

С температурадағы кедергі,  



- t

o

C температурадағы кедергі,  



 - кедергінің температуралық коэффициенті. 

Бір  бірімен  ӛзара  тізбектей  қосылған  ӛткізгіштердің  жалпы  кедергісі 



R

 

жеке ӛткізгіштердің кедергілер қосындысына тең: 



 

1

n



i

i

R

R



n



i

i

U

U

const

I

I

I

1

2



1

,

...



 

(159) 


 

Ӛзарапараллель қосылған ӛткізгіштердің жалпы кедергісі, ӛткізгіштердің 

ӛткізгіштіктердің  қосындысына  немесе  кедергілердің  кері  шамаларының 

қосындысына тең: 

 

n

i

i

n

n

i

i

I

I

const

U

U

U

U

R

R

1

2



1

1

,



...

,

1



1

 

(160) 



 

Егер  электр  ӛрісінде  зарядқа  әсер  ететін  күш  әсерінен  ол  кейбір 

қашықтыққа  орын  ауыстырса,  онда  ӛрістің  екі  нүктесі  арасындағы  зарядты 


 

51 


орын  ауыстыру  бойынша  жасалған  жұмысы  осы  электр  ӛрістегі  екі  нүктенің 

арасындағы потенциал айырымымен анықталады: 

 

 

(161) 



 

осыдан: 


 

 

(162) 



 

Ток тығыздығы: 

 

 

(163) 



 

Джоуль  –  Ленц  заңы  (интегралды  түрінде):  тізбек  бӛлігімен  тұрақты 

токпен бӛлінетін жылу мӛлшері ток квадратының оның ӛту уақытына және осы 

тізбек бӛлігінің кедергісіне кӛбейтіндісіне тура пропорционал: 

 

 

 



(164) 

 

Меншікті  жылулық  қуат  дегеніміз 



  бірлік  уақыт  ішінде  бірлік  кӛлем 

арқылы бӛлінетін жылу мӛлшері: 

 

 

(165) 


 

Дифференциалды түрдегі Джоуль – Ленц заңы: 

 

 

(166) 


 

Біртекті емес тізбек бӛлігі үшін интегралды түрдегі Ом заңы: 

 

 

(167) 



 

немесе 


 

 

(167) 



 

Дербес жағдайлары: 

Бірінші  дербес  жағдайы:  егер  тізбек  бӛлігінде  ток  кӛзі  болмаса,  сонда 

электр тізбек бӛлігі үшін Ом заңын мына түрде  

 


 

52 


аламыз: 

 

 



(168) 

 

Екінші дербес жағдайы: егер тізбек тұйықталған болса



, онда ЭҚК 

бар болған тұйық контур үшін Ом заңын аламыз (толық тізбек үшін Ом заңы).  

ЭҚК  і  бар  болған  тізбектегі  ток  күші  I  ток  кӛзінің  ЭҚК-не  тура 

пропорционал, ал тізбектің толық кедергісіне кері пропорционал R+r: 

Үлке әрпімен тізбектің сырты кедергісі белгіленген, ал кіші әрпімен ток 

кӛзінің ішкі кедергісі: 



I

R

r

 

(169) 



 

Егер  тізбек  ажыратылған  болса,  онда 

және 

,  яғни 


ажыратылған  тізбектегі  ЭҚКі  оның  үштарындағы  кернеу  шамасына  тура 

пропорционал. 

Қысқа  тұйықталу  жағдайда    тізбектің  сыртқы  кедергісі 

  және  


ток күші 

 тек қана ток кӛзінің ішікі кедергісі мен ғана анықталады. 

Тармақталған тізбектер үшін Кирхгоф ережелері: 

Кирхгофтың  1-ші  заңы  (ережесі).  Түйінде  тоғысатын  токтардың  ток 

күштерінің алгебралық қосындысы нольге тең: 

 

1



0

n

i

i

I

 

(170) 



 

Түйін деп үш немесе одан да артық ӛткізгіштер тоғысатын нүкте аталады. 

Түйінге қарай бағытталған токтары  «плюс» таңбасымен алынады, ал түйіннен 

бастап сыртқа қарай бағытталған токтар «минус» таңбамен алынады.  

Кирхгофтың  2-ші  заңы  (ережесі).  Қандай  да  болсын  тұйық  контурдағы 

кернеу  түсулердің  алгебралық  қосындысы  (т.е.  произведений  сил  токов  I

i

  на 


соответствующее  сопротивление  R

i

)  осы  контурдағы  бар  болған  ЭҚК  ің 



алгебралық қосындысына тең:  

 

1



1

n

m

i

i

i

i

i

I R

 

(171) 



 

Дифференциалды  түрдегі  Ом  заңы.  Ӛткізгіштегі  ток  тығыздығы 



j

 



ондағы электр ӛрісінің кернеулігіне  

E

 тура пропорционал: 



 

j

E

 

(172) 



 

 

53 


мұндағы   - меншікті ӛткізгіштік. 

Джоуль – Ленц заңының дифференциалды түрі.  

Жылулық  қуатының  кӛлемдік  тығыздығы, яғни  ӛткізгіш бойымен бірлік 

уақыт  ішінде бірлік  уақыт  мезетінде  бӛлініп  шығатын  энергия  электр ӛрісінің 

кернеулігінің квадратына пропорционал: 

 

2



jE

E

 

(173) 



 

Термоэлектрқозғаушы  күш  E  түйісулердің  температураларын  (Т

1

  –  Т


2

және 



термопара 

маталдарындағы 

еркін 

электрондар 



зарядтарының 

концентрация  коэффициенттер  қатынасының  логарифміне  n

1

/n

2



 

тура 


пропорционал: 

 

1



1

2

2



(

) ln


k

n

T

T

l

n

 

(174) 



 

Электролиз үшін Фарадей заңдары. Электрод бетінде бӛлініп шыққан зат 

массасы  m  химиялық  эквивалентіне  A/n,  электролит  арқылы  ағып  ӛтетін  ток 

күшіне I, және ток ӛту уақытына t тура пропорционал: 

 

1

A



m

It

F n

 

(175) 



 

мұндағы  F  –  Фарадей  саны, 

96, 5

кКл

F

моль

  бір  килограмм  эквивалент  зат 

электродта бӛліну үшін электролит арқылы қай заряд мӛлшері ағып кетуі қажет 

екендігін кӛрсететін сан,  

А  –  элементтің  килоатом  массасы  (берілген  зат  иондарының  молярлық 

массасы), 

n – элементтің валенттілігі  

Электролиттегі ток тығыздығы j электр ӛрісінің кернеулігіне  Е, оң және 

теріс  иондарының  қозғалтқыштығына  (u

+

+  u



-

)  және  электролиттің  бірлік 

кӛлемдегі иондар жұбына пропорционал:  

 

(



)

j

qn u

u E

 

(176) 



 

мұндағы q – ион заряды. 

Инодардың  қозғалтқыштығы  u  сан  жағынан  сол  немесе  басқа  таңбасы 

болатын  ион  кернеулігі  бірге  тең  болатын  ӛрісінде  ие  болған  орташа 

квадраттық жылдамдығына  тең: 

 

v



u

E

 

 



(177) 

 


 

54 


Сандары бірдей оң және теріс иондары электролиттер үшін осы формаула 

орын табады. 

Газдардағы ток тығыздығы келесі формулаларымен анықталады: 

а) ток шамасы қанығу калпынан алыс жағдайда: 

 

(

)



j

qn u

u E

 

(178) 



 

мұндағы q – ион заряды,  

n  –  иондар  концентрациясы  (кӛлем  бірілігіндегі  әр  бір  таңбалы  иондар 

саны), 


u

+

 және u



 

оң және теріс иондардың қозғалтқыштығы, 

Е - ӛріс кернеулігі; 

б) қанығу пайда болғанда: 

 

0

n



j

qn d

 

(179) 



 

мұндағы  n

–  бірлік  кӛлемде  бірлік  уақыт  ішінде  ионизатор  туғызатын 



иондар жұбының саны,  

d – электродтар арасындағы ара қашықтығы. 

Друде  –  Лоренц  теориясына  сәйкес,  электрондар  біратомды  газ 

молекулалар ие болған жылулық энергияға ие болады: 

Электрондардың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы: 

 

e



m

kT

8

u



   

 

 



 

 

 



 

 

 



(180) 

 

мұндағы 



23

10

38



.

1

k

Дж/К- Больцман тұрақтысы, 

31

10



11

.

9



e

m

кг- электрон массасы, 



Т- абсолютті (термодинамикалық) температура. 

Видеман  –  Франц  заңы:  жылуӛткізгіштіктің    меншікті  ӛткізгіштігіне 

қатынасы  барлық  металдар  үшін  бірдей  температурада  бірдей  және 

температураға тура пропорционал ӛседі: 

 

Т

 

 



 

 

 



 

 

(181) 



 

мұндағы 


2

3

е



k

-пропорционалдық коэффициент. 

Электрондық  эмиссия  –  шығу  жұмысына  тең  немесе  одан  артық 

энергияны электрондарға бергенде металдан электрондардың ұшып шығуы.  

Электрондардың  металдан  шығу  жұмысы  дегеніміз  –  электрондарды 

металдан вакумға алыстату үшін жұмсалатын жұмыс. 

Электрондық эмиссия түрлері: 


 

55 


-  термоэлектронды эмиссия –  қыздырылған денелермен  электрондырдың 

бӛлініп шығуы; 

-  фотоэлектронды  эмиссия  –  электромагнитті  сәулеленудің  әсерінен 

электрондардың эмиссиясы; 

-  екінші  реттілік  электрондық  эмиссия  –  металл,  жартылай  ӛткізгіштер 

немесе  диэлектриктер  бетінен  электромагниттік  сәулеленудің  әсерінен 

электрондардың бӛлініп шығуы.  

-  автоэлектронды  эмиссия  –  сыртқы  күшті  электромганиттік  ӛрісі 

әсерінен металл бетінен электрондардың эмиссиясы. 

Иондалған газ арқылы электр токтың ӛтуі газдық разряды деп аталады.  

Газдардың  иондалуы  –  ионизатор(күшті  қыздыру,  қатаң  сәулеелнуі, 

бӛлшектер ағыны) әсерінен бейтарап газ молекулалардың иондарға және еркін 

электрондарға  ыдырап  кетуі  (күшті  қыздыру,  қатаң  сәулеленуі,  бӛлшектер 

ағыны) 


Иондалу  энергиясы  –молекуладан  (атомнан)  электрондарды  жұлып 

шығару үішн жұмсалған энергиясы. 

Тек  қана  сыртқы  ионизаторлар  әсерінен  пайда  болатын  разряд,  тәуелді 

разряд деп аталады.  

Сыртқы  ионизатор  әрекеті  тоқталғаннан  кейін  сақталатын  газадрдағы 

разряд тәуелсіз разряд деп аталады.  

Тәуелсіз  (ӛзіндік)  газдық  разряд  пайда  болатын  кернеу  шамасы  тесу 

кернеуі деп аталады.  

Ӛзіндік разрядтың тӛрт түрі бар: 

- солғын разряд – тӛменгі қысымда пайда болады 

-  ұшқындық  разряд  –  электр  ӛрісінің  үлкен  кернеулігі  кезінде  пайда 

болады;  

- доғалық разряд – пайда болады:  

а)  егер  қуатты  кӛзінен  ұшқынды  разряд  жаңған  соң  электродтар 

арасындағы ара қашықтықты бірте-бірте азайтса,  

б) егер электродтарды жақындатып түйістірсе, содан соң алыстатса 

- тәж разряд: беттік қисықтығы үлкен электродтар маңында күрт жоғары 

қысымда пайда болады. 

 

 

 



 


жүктеу 1.18 Mb.

Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет