Энергетика, байланыс және автоматтандыру факультеті



жүктеу 5.01 Kb.
Pdf просмотр
бет4/9
Дата14.09.2017
өлшемі5.01 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9

 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. 
Электр зарядының сақталу заңы. 
2. 
Электр өрісінің суперпозиция принципі. 
3. 
Нүктелік зарядтың электр өрісінің кернеулігі мен потенциалы.  
4. 
Зарядтар  тепе-теңдік  күйде  болғанда  өткізгіштегі  элетр  өрісінің 
кернеулігі неге тең. 
5. 
Өткізгішке берілген заряд қалай бөлінген? 
6. 
Конденсаторлар және олардың техникада қолданылуы. 
7. 
Электростатикалық өріс энергиясының көлемдік тығыздық энергиясы. 
 
9-дәріс 
Тақырып 2 Электростатикалық  өрістегі  диэлектриктер  мен  өткізгіштер 
(1/–/– сағ) 
Дәріс жоспары. 
1.  Диполь.План лекции 
2.  Диэлектриктер түрлері. 
3.  Диэлектриктер поляризациясы. Поляризациялануы. 
4.  Ортаның диэлектриктік өтімділігі. 
5.  Электрлік ығысу. 
6.  Электр өрісіндегі өткізгіштер. 
7.  Конденсаторлар. 
8.  Электр өрісінің энергиясы. 
 Электр  дипольі  деп – зарядтардың  шамалары  өзара  тең  әраттас  екі 
нүктелік  зарядталған  бөлшектен  құралған  және  екі  зарядтардың  өзара  ара 
қашықтығын олардан сырт жатқан нүктенің ара қашықтығымен салыстырғанда 
өте аз болатын жүйені айтады.  Диполдің электрлік моменті зарядтың шамасын 
иінге көбейткенге тең:
l
q
p
r
r =  
Диэлектриктер  – электр  тоғын  өткізбейтін  заттар.  Диэлектриктер 
атомдардан  және  молекулалардан  тұрады,  оларды  электр  диполі  деп 
қарастыруға  болады.  Дипольдердің  үш  түрі  бар:  полярлы,  полярлы  емес  және 
иондық.  Полярлы  және  полярлы  емес  молекулалар.Молекулалардың 
өлшемдерімен  салыстырғанда,  анағұрлым  үлкен  үшін  электронның  эсері 
қандай  да  бір  нүктелерге  орналастырылған.  молекулалардың  ішіндегі 
олардың 
зарядтарының 
қосындысының 
әсеріне 
эквивалентті  болады.  Бұл  нүктені  кері  зарядтың  ауырлық  центрі  деп  атайды. 
Осы  сияқты  ядролардың  эсері  аз  зарядтардың  ауырлық  центріне 
орналастырылган  олардың  зарядтар  қосындысының  эсеріне  эквивалентті 
болады.  Сыртқы  өрісі  болмаған  кезде  оң  жэне  теріс  зарядтардың  ауырлық 
центрлері  бір-біріне  қатысты  дәл  келеді,  немесе  ығысқан  болуыда  мүмкін. 

Соңғы  жагдайда  молекулалар  электр  гипольге  эквивалентті  болады  да, 
полярлық деп аталады.
  . 
Полярлық  молекуланың  меншікті  электрлік  моменті 
l
q
p
r
r = -  ға  тең  болады. 
Өріс  тең  болғанда  Әр  таңбалы  зарядтардың  ауырлық  центрлері  біріккен  меншікті 
электрлік моменттерге ие болмайтын полярлы емес деп аталады.
  
Диэлектр  полярлығы.Сыртқы  электр  өрісі  болмаған  кезде  диэлектрлік 
молекуланың  дипольдік  моменттер  не 0-ге  тең,  не  кеңістіктегі  базалар  бойынша 
каосты  түрде  бөлініп  таралған.  Екі  жағдайда  да  диэлектрдің  электрлік  моментінің 
қосындысы 0-ге  тең.Диэлектриктің  диэлектр  өтімділігі  деп  аталатын 1-ге  тэуелсіз 
шама. Бүл өлшемсіз шама. 
Диэлектрикті сыртқы электр өрісіне орналастырғанда ол поляризацияланады, яғни 
ол нолден өзгеше моментке ие болады. Осы дененің ішіндегі бір өлшем көлемге сәйкес 
келетін дипольдік моментке ие болады: 
V
p
P
i

=
r
r
 
Сыртқы электр өрісінің кернеулігі неғұрлым үлкен болған сайын соғұрлым 
диэлектрик көп поляризацияланады.Олырдың арасында тура пропорционалдық 
бар. 
 
E
P
r
r
0
χε
=
Диэлектрик  ішінде  электр  өрісінің  пайда  болуы  оның  электрлік  қасиетіне 
тәуелді.  Диэлектриктің  поляризациялануы  сыртқы  өрістің  кернеулігіне 
сызықтық тәуелді: 
ε
χ
0
0
1
E
E
E
=
+
=
 
Кернеулік  векторы  диэлетриктің  өтуін  неғұрлым  өзгеріске  түсіреді 
сондықтан  электр  өрісі  кернеулігімен  бөлек  электрлік  векторымен 
сипатталады: 
(
)
P
E
E
E
D
r
r
r
r
r
+
=
+
=
=
0
0
0
1
ε
χ
ε
εε
 
Диэлектриктегі электр өрісі үшін Гаусс теоремасы: 


=
=
=
Φ
N
i
i
S
D
q
S
d
D
1
r
r
 
Немесе зарядтардың біртекті таралуы жағдайында: 


=
=
Φ
V
S
D
dV
S
d
D
ρ
r
r
 
Конденсатор  деп  аталатын  мұндай  қондырғылар  негізінен  өткізгішке  басқа 
денелерді  жақындатқанда,  оның  электр  сыйьімдылығы  артатын  фактіге  сүйенеді. 
Конденсаторды  бір-біріне  жақын  орналасқан  өткізгіштерін  жасайды.  Сыртқы 
денелер конденсатррлардың сыйымдылығына эсер етпеу үшін астарларына ондағы 
жинақталған  зарядтар  бір-біріне  қатысты  орналас-тыратындай  жинақталған 
зарядтар  туғызатын  өріс  толығымен  конденсатор-дың  ішінде  шоғырланатындай 
форма  беруге  қажет.  Бұл  шартты  бір-біріне  жақын  орналастырған 2 пластинка 
фуакциалды цилиндр жэне концентрлі сфералар қанағаттандырады 
Конденсатордың электр сиымдылығы: 
U
q
C
=
 
Электр өрісінің энергиясы: 

2
2
2
2
CU
C
q
W
=
=
 
Электр өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы: 
2
2
2
0
2
2
0
ED
D
E
=
=
=
εε
εε
ω
 
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. 
Электр өрісі кернеуліктерінің дербестік ұстанымы. 
2. 
Электр өрісіндегі диэлектриктердің поляризациясы. 
3. 
Электр өрісінің энергиясы. 
4. 
Электр сыйымдылығы және оның өлшем бірлігі. 
5. 
Электр дегеніміз не? Конденсатордың электр сыйымдылығы. 
6. 
Жазық және сфера конденсатордың электр сыйымдылығы. 
7. 
Тізбектей  және  параллель  жалғастырылған  конденсатордың  электр 
сыйымдылығы. 
8. 
Сыйымдылық кедергісі және оның физикалық мәні. 
 
10-дәріс 
Тақырып  3  Тұрақты электр тоғы (1/1/1 сағ) 
Дәріс жоспары. 
1. Тоқтың жалпы сипаттамасы. 
2. Бөгде күштер. 
3. Интегралдық және дифференциалдық түрдегі Ом заңдары. 
4.  Джоуль Ленц заңы. 
5.  Видеман-Франц заңы. 
6.  Кирхгоф ережелері. 
7.  Электр өткізгіштің классикалық теориясы.  
Тоқ - зарядталған  бөлшектердің  ретті  қозғалысы.  Тоқ  күшімен 
сипаттайды. 
dt
dq
I
=
 
Тоқ күші ампермен (А) өлшенеді. 
Бірлік  уақыттың  ішіндегі  заряд  тасушылардың  бағытына  перпендикуляр dS 
ауданы арқылы бірлік өлшемімен өткен, (dS ауданының) заряд санына тең. 
n
dS
dI
j
r
r

=
 
Тоқ  тығыздығы - векторлық  шама,  бағыты  өріс  кернеудің  багытымен 
бағыттас.  өткізгіштің  әрбір  нүктесіндегі  тоқ  тығыздығының  векторын  біле 
отырып, кез-келген S беттен өткен і тоқтың күшін табуға болады. 
υ
en
j
=
 

Электр қозғаушы күші зарядтарды тасымалдайтын жұмысының шамасына тең: 
q
A
ст
=
ε
 
Біртекті емес тізбек бөлігі үшін Ом заңы. 
(
)
r
R
I
+
±

=
ε
ϕ
ϕ
2
1
 
 Егер  тізбек  бөлігінде  электростатикалық  өріс  болған  жағдайда  жоғарыдағы 
теңдік былай жазылады:
R
I
2
1
ϕ
ϕ

=
 
Ом заңының дифференциалдық түрі: 
E
j
r
r
γ
=
 
Өткізгіштердің кедергісі. 
.
S
l
R
ρ
=
 
ρ
 - меншікті кедергі; 
 l- ұзындығы; 
S - көлденең қиманың ауданы. 
Толық тізбек бөлігі үшін Ом заңы: 
r
R
I
+
=
ε
 
Джоуль –Ленц заңының интегралдық түрі:

=
Rdt
I
Q
2
 
Джоуль –Ленц заңының дифференциалдық түрі 
2
E
γ
ω
=
 
Киргховтың бірінші заңы:

 
=
=
n
i
I
1
0
Киргховтың екінші заңы: 
 


=
=
=
n
i
i
n
i
IR
1
1
ε
Видеман-Франц заңы: Металдардың элетр өткізгіштігі 
γ
 және жылу 
өткізгіштігі 
λ
 үлкен шамалар. Олар температураға тәуелді, арасындағы 
байланыс:
BT
=
γ
λ
 
Студенттердің дербес жұмысының бақылау тапсырмалары. 
1. 
Электр  тізбегіндегі  есептеулер  үшін  Кирхгов  ережесі  қандай  занның 
садары болып табылыды. 
2. 
Электр қозғауы шкүші ұғымының анықтамасы атауына сай келе ма? 
3. 
Электр тобынан пайда болуының негізгі шарттары. 
4. 
Потенциалдар  айырымы,  кернеу,  электрқозаушы  күштерініңфизикалық 
мәні қандай 
5. 
Осы шамалардың СИ жүйесіндгі өлщем біл лігі қандай 
11-дәріс 
Тақырып 4 Вакуумдағы магнит өрісі (1/1/- сағ) 
Дәріс жоспары   
1.Магнит индукцисының векторы. 

2.Био-Савара-Лапласа заңы және оны магнит өрісін есептеу үшін қолдану. 
3.Толық тоқ заңы. 
4.Ампер күші. 
5. Лоренц күші. 
6. Магнит ағыны.Гаусс теоремасы. 
7. Магнит өрісінде тоғы бар өткізгіш орын ауыстырғандаістелінетін жұмыс. 
8. Холл эффектісі. 
 
Магнит индукдиясының магнит өрісіне пропорцйоналдығы.   Өлшем бірлігі - 
Тл; Мұндағы: 
В — 
магаит индукциясы; 
Р
м
 - 
мах бұралу моменті. 
 
IS
M
p
M
B
m
max
max
=
=

IS
p
m
=
- магнит моменті.  
Индукция бағытын табу үшін оң бұралу винт ережесімен анықталады 
 
[ ]
3
0
r
r
l
d
I
B
d
π
μ
r
r
r
=

Шексіз түзу өткізгіштің бойымен өткен тоқтың магнит өрісін анықтайтын: 
R
I
B
π
μ
2
0
=

Дөңгелек тоқтың магнит өрісі: 
R
I
B
2
0
μ
=

Магнит өрісіндегі ток элементіне әсер ететін Ампер күші: 
[ ]
В
l
d
I
F
d
r
r
r
=

 
Магнит өрісіндегі қозғалыстағы зарядталған болшекке әсер ететін Лорец күші: 
[ ]
B
q
F
Л
r
r
r
υ
=
 
немесе  скаляр шама 
.
α
υ
Bsin
q
F
Л
=
     
Магнит индукция векторының жазық беттің ауданы арқылы өтетін магнит 
ағыны: 
( )
α
BdScos
dS
B
S
d
B
d
n
=
=
=
Φ
r
r

кез келген бет арқылы өтетін магнит ағыны: 

=
Φ
S
n
dS
B

Біртекті магнит өрісіндегі магнит ағыны былай жазылады: 

.
α
BScos
=
Φ
 
Магнит өрісіндегі Гаус теоремасы интегралды түрде былай жазылады 
.
0

=
S
n
dS
B
 
Магнит өрісіндегі тоқты орын ауыстыру, істелген жұмыс мына формула 
бойынша анықталады: 
.
2
1

Φ
Id
A
 
Егер  магнит  индукциясының  күш  сызықтарына  перпендикуляр  болып 
орналасқан тік төртбұрышты өткізгіштің бойымен тоқ жүрсе, оның екі жағында 
потенциалдар айырымы пайда болады. Яғни,бір жағында тек теріс зарядтардың 
концентрациясы  шоғырланса,  онда  қарама  қарсы  бетінде  тек  Ом  зарядтардың 
жинақталғандығы байқалған осы құбылыс Холл эффектісі деп аталады.  
СӨЖ-ға арналған бақылау сұрақтары (тақырып 4) [1,2,3,4] 
1. Био-Савара-Лаплас заңы және оның қолданылуы. 
2. толық тоқ заңын қолдануы арқылы соленойдтың өріс кернеулігін анықтау. 
3. Ампера және Лоренц күшінің бағыттарын анықтау. 
4. Параллель тоқтардың өзара әсерлері. 
 
12- дәріс 
Тақырып 5  Заттардағы магнит өрісі (1/–/–  сағ) 
Дәріс жоспары   
1. Магнетиктердің түрлері. 
2. Ампер гипотезасы. 
3. Магниттелгіштік. 
4. Диа-және парамагнетизмдердің табиғаты. 
5. Ферромагнетиктер. 
 
Магнетиктер деп – магнит өрісіне әсер ете алатын заттарды айтады. Кез келген 
денелердің азды-көпті магниттік қасиеті болады,олай болса осы денелерді 
құрайтын жеке молекулалармен атомдардың,сол сияқты электрондар мен 
атомдық ядролардың да магниттік қасиеттері болады. Сондықтан заттардың 
магниттік қасиеттері олардың атомдары мен электрондарының құрылымына 
және олардыңөзара әсерлесу сипатына байланысты. 
Жалпы магнит индукциясының векторы дегеніміз макроскопиялық және 
микроскопиялық тоқтар туғызатын магнит индукция векторларының 
қосындысы болып табылады  
', 
0
B
B
B
r
r
r
+
=
0
B
B
r
r
μ
=


0
B
B
=
μ

Магнит өтімділігі магнит алғырлығымен сипатталады. 
0
'
B
B
m
χ
=

(
)
0
1
B
B
m
χ
+
=

m
χ
μ
+
= 1

Магнетиктердің магнит өтімділігі 3түрге бөлінеді: 
1

μ
 
0
'
B
B
r
r
↑↓
 
диамагнетиктер 
0
<
m
χ
 
1

μ
 
0
'
B
B
r
r
↑↑
 
парамагнетиктер 
0
>
m
χ
 
1
>>
μ
 
0
'
B
B
r
r
↑↑
 
ферромагнетиктер
0
>>
m
χ
 
Ампера болжамы бойынша заттардың молекулалары ішінде дөңгелек тоқтар 
бар.Электронның қозғалу жылдамдығы кез келген бірлік шамада заряды 
өтеді.Демек орбита бойынша қозғалған электрон тоқ күшін 
өткізеді.Электрондық теория бойынша атомдардағы электрондар дөңгелек 
орбита бойынша қозғалады.  
T
e
t
q
I
э
=
=

υ
π
R
T
2
=

ν
π
π
2
2
R
e
R
T
e
S
I
p
э
m
=
=
=

2
2
2
υ
υ
π
π
eR
R
R
e
p
m
=
=
 - электронның орбиталды магнит моменті. 
Атомның магнит моменті оның құрамына енетін электрондардың орбиталды 
және меншікті моменттерінің қосындысына тең ьолады. 
                                                                                             


+
=
ms
m
a
p
p
p
r
r
r

 
 

 
Диамагниттік  құбылыс температураға тәуелді емес. 

 
Парамагниттік құбылыс температураға тәуелді. 
Парамагнетиктің магнит алғырлғының температураға тәуелділігі   
T
C
m
=
χ

С –Кюри тұрақтысы, Т-абсолют температура. 
СӨЖ-ға арналған бақылау сұрақтары  (тақырып 5) [1,2,3,4] 
1. Орбиталды және спиндік моменттің гиромагниттік қатынасы неге тең?  
2. Орбиталды механикалық және магнит моментінің векторы қалай бағытталады? 
3. Магнит өрісінің кернеулігі дегеніміз не поля?  
4. Коэрцитивтік күш дегеніміз не? 
5. Магниттелгіштік дегеніміз не? 
 

13-дәріс 
Тақырып 6  Электромагниттік  индукция.  Максвель  теңдеулері 
(1/–/–  сағ) 
Дәріс жоспары     
1. Электромагниттік индукция құбылысы. Ленц ережесі. 
2. Электромагниттік индукция заңы. 
3. Өздік индукция. Шексіз ұзын соленоидтың индуктивтілігі. 
4. Магнит өрісінің энергиясы . 
5. Ығысу тоғы. 
6. Максвелдің теңдеуі. 
Магнит  индукциясының  ағынын  өзгерткенде  ,кез  келген  тұйықталған  тоқ 
өткізетін контурда осы контурмен       шектелген бет арқылы электр тоғы пайда 
болатын құбылысты  электромагниттік индукция құбылыс деп атайды : 
dt
d
Φ

=
ε
 
(-) – таңбасы Ленц ережесі бойынша индукциялық тоқ әрқашанда өзін 
тудыратын себептерге қарама -қарсы эсер ететіндей болып бағытталады. 
Кез келген контурда ағатын электр тоғы осы контурдан өтетін магнит ағынын Ф 
тудырады. Егер тоқ күші өзгерсе магаит ағыны өзгереді. Осыдан контурда электр 
қозғаушы күш ЭҚК индукцияланады. Бұл құбылыс өздік индукция деп аталады.
 
 
dt
dI
L
LI
dt
d

=

=
)
(
ε

Тоқ күші мен осы тоқгы тудыратын магнит ағыны арасындағы пропорционалдық 
коэффициенті контурдің индуктивтілігі деп аталады.
 
L
 -  индуктивтілік коэффициенті. Соленоидтың индуктивтілігі: 
lS
n
L
2
0
μμ
=

Магнит өрісінің энергиясы: 
    
2
2
LI
W
=

Магнит өрісінің энергиясының көлемдік тығыздығы: 
2
2
2
0
2
2
0
BH
B
H
=
=
=
μμ
μμ
ω

Электростатикалық өріс 
Магнит өрісі  



=
=
S
V
i
dV
q
S
d
E
ρ
εε
εε
0
0
1
r
r


=
S
S
d
B
0
r
r

0
=

l
l
d
E
r
r




=
=
S
i
S
d
j
I
l
d
B
r
r
r
r
0
0
μμ
μμ

 
 

Электромагниттік индукция құбылысы  

=
l
i
l
d
E
r
r
ε






=



=
Φ

=
S
d
t
B
S
d
B
t
dt
d
S
i
r
r
r
r
ε






=
l
S
S
d
t
B
l
d
E
r
r
r
r

Толық тоқ заңы мына түрде беріледі:  





+
=
S
S
S
d
t
E
S
d
j
l
d
B
r
r
r
r
r
r
0
0
0
εε
μμ
μμ

Максвелл теңдеуінің  интегралды түрі: 


=
S
V
dV
S
d
E
ρ
εε
0
1
r
r


=
S
S
d
B
0
r
r

,





=
l
S
S
d
t
B
l
d
E
r
r
r
r
 




+
=
S
S
d
t
E
j
l
d
B
r
r
r
r
r
)
(
0
0
εε
μμ

Максвелл теңдеуінен электромагниттік толқындардың, фазалық 
жылдамдықпен таралуы алынады: 
εμ
υ
с
=

 
СӨЖ-ға арналған бақылау сұрақтары  (тақырып 6) [1,2,3,4] 
1.Ығысу тоғы.    
2.Құйынды электр өрісінінің ерекшелігі қандай? 
3. Максвеллдің қай теңдеуінен электр өрісініңөзгеруі құйынды магнит өрісіне 
байланысты? 
Қолданылған әдебиеттер 
1. Савельев И.В. Курс общей физики. В 5 кн. Кн.2. Электричество и магнетизм.  – 
М. 2001 г. 
2. Савельев  И.В.  Курс  физики.  В 3 т.  Т.2:  Электричество  и  магнетизм.  Волны. 
Оптика. – М. 1988 г. 
3. Трофимова Т.И. Курс физики. – М. 2004 г. 
4. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М. 1999 г. 
14-дәріс 
 
4-Бөлім Тербелістер және толқындар 

Тақырып  1  Тербелістер (1/1/1 сағ) 
Дәріс жоспары 
1. 
Тербелістердің негізгі сипаттамалары. 
2. 
Гармоникалық  тербелістің  дифференциялдық  теңдеуі.Тербелмелі 
контур.   3.Гармониялық  тербелістің  жиілігі,  амплитудасы  және  фазасы  қалай 
анықталады? 
4.Өшудің логарифмдік декременті дегеніміз не? 
5.Өшу  декрементімен  тербелістің  өшуімен  басты  ерекшелігі  қалай 
сипатталады? 
Тербелістердің негізгі түрлері.Основные типы колебаний: 

 Еркін (Өшетін және өшпейтін) 

 Еріксіз (под действием вынуждающей периодической силы) 

 Автотербелістер 
Егер 
sin
  немесе 
cos
 заңы бойынша болатын тербелісті гармониялықө 
тербелістер деп атайды.  
(
)
0
ϕ
ω
+
=
t
Acos
x
Каталог: fulltext -> UMKDP -> Fizika
Fizika -> Бекітемін Ғылыми кеңес төрағасы, ректор, ҚР ҰҒА академигі
UMKDP -> Кафедра меңгерушісі Тутанов С.Қ. 2009 ж
UMKDP -> ОҚытушы пəнінің ОҚУ-Əдістемелік кешені
UMKDP -> Жер асты кешендері құрылысының технологиясы
UMKDP -> А. Н. Данияров атындағы өнеркәсіптік көлік кафедрасы
UMKDP -> ОҚытушы пәнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
Fizika -> ОҚытушы пәнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
Fizika -> Физика кафедрасының доценті физ-мат.ғылымының канд. Маженов Н. А
Fizika -> Бекітемін Ғылыми кеңес төрағасы, ректор, ҚР ҰҒА академигі
Fizika -> Аға оқытушы Бимбетова Г. М., аға оқытушы Сыздыков А.Қ

жүктеу 5.01 Kb.

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




©emirb.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет