Zaryadni harakatga keltirganda elektr maydoni bajaradigan ish. Zaryadni ko'chirish uchun elektr maydonining ishi. Tibbiyotda elektr maydonlardan foydalanish
Elektr maydoni - elektromagnit maydon o'zgarganda elektr zaryadlangan jismlar va zarralar yaqinida paydo bo'ladigan maydonning vektor diagrammasi. Zaryad o'tkazgichda harakat qilganda elektrostatik maydonning ishlashi kabi hodisani ko'rish mumkin emas. Uni zaryadlangan jismlarga ta'sir qilganda kuzatish mumkin. Ya'ni, paydo bo'lishi uchun ularga elektr zaryadi qo'llanilishi kerak. Elektr zaryadlangan maydonning asosiy parametrlari kuchlanish, potentsial va intensivlikdir.
Potentsialni jismoniy tushuntirish
Oddiy tilda potentsial - bu jismni boshlang'ich joyidan oxirgi joyiga ko'chirish harakati. Elektr maydonida bu elektronni harakatga keltiradigan energiya, natijada u nol potentsial nuqtadan nolga teng bo'lmagan potensialga ega bo'lgan boshqa nuqtaga o'tadi.
Zaryadni ko'chirish uchun sarflangan potentsial qanchalik yuqori bo'lsa, birlik maydoniga oqim zichligi shunchalik katta bo'ladi. Bu hodisani tortishish qonuni bilan solishtirish mumkin: og'irlik qanchalik katta bo'lsa, energiya shunchalik yuqori bo'ladi va shuning uchun tortishish maydonining sezilarli zichligi.
Tabiatda potentsial past va zichligi past bo'lgan zaryadlar, shuningdek, yuqori potentsial va to'yingan oqim zichligiga ega bo'lgan zaryadlangan zarralar mavjud. Zaryadni ko'chirish ishi kabi hodisa momaqaldiroq paytida kuzatiladi, bir joyda elektronlar tugaydi va boshqa joyda ular to'yingan bo'lib, chaqmoq shaklida zaryadsizlanish sodir bo'lganda shunday elektr zaryadlangan maydon hosil qiladi.
Elektr maydonining shakllanishi va uning xususiyatlari
Elektr maydoni quyidagi hollarda hosil bo'ladi:
- elektromagnit maydonda o'zgarishlar yuz berganda (masalan, elektromagnit tebranishlar paytida);
- zaryadlangan zarralar paydo bo'lganda.
Elektr to'yingan maydon zaryadlangan zarrachalarga ma'lum energiya ta'sirini ko'rsatadi. Ammo bu kuch zaryadlangan jismlarni fazoda tezlashtirishga qodir emas. Bundan tashqari, ular magnit maydonning energiyasidan ta'sirlanadi.
Elektrostatik maydonning ishlashi kundalik hayotda osonlik bilan kuzatiladi. Buning uchun dielektrik materialni olib, uni junga surtish kifoya. Misol uchun, plastik tutqichni oling va sochlaringizga surting. Ushbu harakatning natijasi shakllanish bo'ladi elektr maydoni tutqich atrofida va zaryadning ko'rinishi.
Bundan xulosa qilishimiz mumkinki, elektr to'yingan maydon materiyaning xarakterli holatidir. Uning asosiy vazifasi zaryadlangan zarrachaga kuch sifatida ta'sir qilishdir. Bundan tashqari, u quyidagi xususiyatlarga ega:
- zaryad oshgani sayin kuchga ega bo'ladi;
- zaryadlangan zarralarga ma'lum bir kuch bilan ta'sir qiladi va chegaralari yo'q;
- materiyaning zaryadlangan qismiga ta'sir qilish jarayonida kashf etiladi.
Agar zaryadlar mobil bo'lmasa, unda bunday elektr zaryadlangan maydon elektrostatik deb ataladi. Uning asosiy xususiyati zaryadlangan holat bo'lib, vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi, chunki maydon zaryadlangan jismlar tufayli hosil bo'ladi (masalan, qalam va soch bilan).
Yagona elektr maydoni haqida tushuncha
Qarama-qarshi zaryadli ikkita tekis plastinka o'rtasida bir xil elektr zaryadlangan maydon hosil bo'ladi. Ularning kuchlanish chiziqlari parallel tuzilishga ega.
Simmetrik xususiyat tufayli elektr maydoni zaryadlangan zarrachalarga bir xil kuch ta'sir qiladi. Bunday elektr maydonining ishi hech qanday bog'liqliksiz o'lchanishi mumkin.
Ijobiy zaryadlangan zarrachani harakatlantirish uchun energiya
Elektr to'yingan maydonni ortiqcha dan minusgacha zaryadlangan zarrachalarning ko'chkisi deb atash mumkin. Bu harakat oqim hududida yuqori darajadagi keskinlikni hosil qiladi. Oqim - bu elektr maydoni ichida o'tadigan elektronlar harakatining xususiyatlari to'plami. Zaryadlangan zarralar har doim musbat zaryadlangan qutbdan manfiy zaryadlangan qutbga o'tadi.
Har qanday mintaqadagi maydonning zaryadga ta'sirining intensivligi elektr zaryadlangan maydonning ushbu mintaqasida joylashgan zaryadlangan zarrachaga ta'sir qiluvchi kuch bilan belgilanadi. Ishning o'zi o'tkazgichning tuzilishidagi zaryadni ko'chirish uchun sarflangan energiyadan iborat. Ushbu harakatni Ohm qonuni yordamida topish mumkin.
Zaryad elektr maydonida harakat qilganda, u turli sohalarda bo'ladi:
- o'zgarishsiz qoladi;
- kamayadi;
- ortadi.
Elektr to'yingan maydonning energiyasi va ma'lum bir zaryadga ega bo'lgan zarrachaning potentsiali zaryadning o'zi darajasiga proportsionaldir. Zaryadlangan zarracha potentsialining uning zaryadiga nisbati tanlangan mintaqadagi elektr zaryadlangan maydonning potentsiali deyiladi.
Elektr to'yingan maydonda zaryadga ega bo'lgan zarrachaga ushbu elektr zaryadlangan maydonning kuchi ta'sir qiladi. Bu kuch zaryadlangan zarrachani maydonning o'zida harakatlantirish uchun energiya hosil qiladi. Katta zaryad katta salohiyatga ega.
Video
Nuqta elektr zaryadini elektrostatik maydonning bir nuqtasidan ikkinchisiga yo‘l segmenti bo‘ylab ko‘chirishda F kuch bilan bajariladigan elementar ish, ta’rifiga ko‘ra, tengdir.
bu erda F kuch vektori va harakat yo'nalishi orasidagi burchak. Agar ish tashqi kuchlar tomonidan bajarilsa, u holda dA0. Oxirgi ifodani birlashtirib, sinov zaryadini "a" nuqtasidan "b" nuqtasiga o'tkazishda maydon kuchlariga qarshi ish teng bo'lishini olamiz.
intensivligi E bo'lgan maydonning har bir nuqtasida sinov zaryadiga ta'sir qiluvchi Kulon kuchi qayerda.
Zaryad q zaryad maydonida “a” nuqtadan, q dan uzoqda, “b” nuqtaga, q masofadan uzoqda harakat qilsin (1.12-rasm).
Shakldan ko'rinib turibdiki, biz olamiz
Yuqorida aytib o'tilganidek, tashqi kuchlarga qarshi bajariladigan elektrostatik maydon kuchlarining ishi kattalik jihatidan teng va tashqi kuchlarning ishiga qarama-qarshidir, shuning uchun
Elektr maydonidagi zaryadning potentsial energiyasi. Ijobiy nuqta zaryadini harakatga keltirishda elektr maydon kuchlari tomonidan bajariladigan ish q 1-pozitsiyadan 2-pozitsiyaga, uni ushbu zaryadning potentsial energiyasining o'zgarishi sifatida tasavvur qiling: 
,
Qayerda V p1 va V n2 - potentsial zaryad energiyalari q 1 va 2 pozitsiyalarda. Kichik zaryad harakati bilan q musbat nuqtaviy zaryad tomonidan yaratilgan maydonda Q, potentsial energiyaning o'zgarishi
.
Yakuniy zaryad harakatida q 1-pozitsiyadan 2-pozitsiyagacha, masofalarda joylashgan r 1 va r 2 zaryaddan Q,
Agar maydon nuqtaviy zaryadlar tizimi tomonidan yaratilgan bo'lsa Q 1 ,Q 2 ¼, Q n , keyin zaryadning potentsial energiyasining o'zgarishi q bu sohada:
.
Berilgan formulalar faqat topishga imkon beradi o'zgartirish nuqtaviy zaryadning potentsial energiyasi q, va potentsial energiyaning o'zi emas. Potensial energiyani aniqlash uchun maydonning qaysi nuqtasida uni nolga teng deb hisoblash kerakligini kelishib olish kerak. Nuqtaviy zaryadning potentsial energiyasi uchun q boshqa nuqtaviy zaryad tomonidan yaratilgan elektr maydonida joylashgan Q, olamiz
,
Qayerda C- ixtiyoriy doimiy. Zaryaddan cheksiz katta masofada potentsial energiya nolga teng bo'lsin Q(da r® ¥), keyin doimiy C= 0 va oldingi ifoda shaklni oladi
Bunday holda, potentsial energiya sifatida aniqlanadi maydon kuchlari tomonidan zaryadni berilgan nuqtadan cheksiz uzoq nuqtaga ko'chirish ishi.Nuqtaviy zaryadlar sistemasi tomonidan yaratilgan elektr maydonida zaryadning potentsial energiyasi q:
.
Nuqtaviy zaryadlar sistemasining potentsial energiyasi. Elektrostatik maydon holatida potentsial energiya zaryadlarning o'zaro ta'sirining o'lchovi bo'lib xizmat qiladi. Fazoda nuqtaviy zaryadlar sistemasi mavjud bo'lsin Q i(i = 1, 2, ... ,n). Har bir insonning o'zaro ta'sirining energiyasi n to'lovlar nisbati bilan belgilanadi
,
Qayerda r ij - mos keladigan zaryadlar orasidagi masofa va yig'indisi har bir zaryad jufti orasidagi o'zaro ta'sir bir marta hisobga olinadigan tarzda amalga oshiriladi.
Elektrostatik maydon potentsiali. Konservativ kuchning maydonini faqat vektor funksiyasi bilan tavsiflash mumkin emas, balki uning har bir nuqtasida mos keladigan skalyar miqdorni aniqlash orqali bu maydonning ekvivalent tavsifini olish mumkin. Elektrostatik maydon uchun bu miqdor elektrostatik maydon potentsiali, sinov zaryadining potentsial energiyasining nisbati sifatida aniqlanadi q bu zaryadning kattaligiga, j = V P / q, shundan kelib chiqadiki, potentsial maydonning ma'lum bir nuqtasida birlik musbat zaryadga ega bo'lgan potentsial energiyaga son jihatdan tengdir. Potensialning o'lchov birligi Volt (1 V).
Nuqta zaryad maydoni potentsiali Q dielektrik doimiy e ga ega bir hil izotrop muhitda:
Superpozitsiya printsipi. Potensial skalyar funktsiya bo'lib, u uchun superpozitsiya printsipi amal qiladi. Demak, nuqtaviy zaryadlar tizimining maydon potentsiali uchun Q 1, Q 2 ¼, Q n bizda ... bor
,
Qayerda r i- j potentsialli maydon nuqtasidan zaryadgacha bo'lgan masofa Q i. Agar zaryad fazoda o'zboshimchalik bilan taqsimlangan bo'lsa, u holda
,
Qayerda r- elementar hajmdan masofa d x,d y,d z ishora qilmoq ( x, y, z), bu erda potentsial aniqlanadi; V- zaryad taqsimlangan fazoning hajmi.
Elektr maydon kuchlarining potentsiali va ishi. Potensialning ta'rifiga asoslanib, nuqta zaryadini ko'chirishda elektr maydon kuchlari bajaradigan ishni ko'rsatish mumkin. q maydonning bir nuqtasidan ikkinchisiga bu zaryadning kattaligi va boshlang'ich va potentsial farqning mahsulotiga teng. yakuniy nuqtalar yo'llari, A = q(j 1 - j 2).
Agar potentsial energiyaga o'xshab, biz elektr zaryadlaridan cheksiz masofada joylashgan nuqtalarda - maydon manbalarida potentsial nolga teng deb hisoblasak, u holda zaryadni ko'chirishda elektr maydon kuchlarining ishi. q 1-nuqtadan cheksizgacha bo'lgan tarzda ifodalanishi mumkin A ¥ = q j 1 .
Shunday qilib, elektrostatik maydonning berilgan nuqtasidagi potentsial birlik musbat nuqta zaryadini maydonning ma'lum bir nuqtasidan cheksiz masofaga ko'chirishda elektr maydoni kuchlari bajargan ishiga son jihatdan teng jismoniy miqdor: j = A ¥ / q.
Ba'zi hollarda elektr maydon potentsiali aniqroq aniqlanadi birlik musbat nuqta zaryadini cheksizlikdan ko'chirishda tashqi kuchlarning elektr maydon kuchlariga qarshi ishiga son jihatdan teng jismoniy miqdor bu nuqta
. Oxirgi ta'rifni quyidagicha yozish qulay:
IN zamonaviy fan va texnologiya, ayniqsa mikrokosmosda sodir bo'ladigan hodisalarni tavsiflashda, ish va energiya birligi elektron-volt(eV). Bu zaryadni ko'chirishda bajariladigan ish, teng zaryad elektron, potentsial farqi 1 V bo'lgan ikki nuqta o'rtasida: 1 eV = 1,60 × 10 -19 C × 1 V = 1,60 × 10 -19 J.
Nuqta zaryadlash usuli.
Elektrostatik maydonning kuchi va potentsialini hisoblash usulini qo'llash misollari.
Biz elektrostatik maydon kuchini, ya'ni uning qandayligini qidiramiz quvvat xususiyati, va bu potentsial maydonning energiya xarakteristikasi.
Bir nuqtali musbat elektr zaryadini maydonning bir nuqtasidan ikkinchisiga x o'qi bo'ylab ko'chirish ishi, agar nuqtalar bir-biriga etarlicha yaqin joylashgan va x 2 -x 1 = dx bo'lsa, E x dx ga teng. Xuddi shu ish ph 1 -ph 2 =dph ga teng. Ikkala formulani tenglashtirib, biz yozamiz 
(1)
bu erda qisman hosila belgisi farqlash faqat x ga nisbatan amalga oshirilishini ta'kidlaydi. Ushbu argumentlarni y va z o'qlari uchun takrorlab, vektorni topamiz E: 
Qayerda i, j, k- x, y, z koordinata o'qlarining birlik vektorlari.
Gradientning ta'rifidan kelib chiqadiki
yoki 2)
ya'ni kuchlanish E maydon minus belgisi bilan potentsial gradientga teng. Minus belgisi kuchlanish vektori ekanligini ko'rsatadi E yo'naltirilgan maydonlar potentsialning pasayishi tomoni.
Gravitatsion maydonda bo'lgani kabi, elektrostatik maydon potentsialining taqsimlanishini grafik tarzda ifodalash uchun foydalaning ekvipotentsial yuzalar- barcha nuqtalarida potentsial ph bir xil qiymatga ega bo'lgan sirtlar.
Agar maydon nuqtaviy zaryad tomonidan yaratilgan bo'lsa, u holda uning potensiali nuqtaviy zaryadning maydon potensiali formulasiga ko'ra, ph=(1/4πe 0)Q/r.Demak, bu holatda ekvipotensial sirtlar konsentrikdir. markazi nuqta zaryadida bo'lgan sharlar. Shuni ham yodda tutingki, nuqtaviy zaryad holatidagi kuchlanish chiziqlari radial to'g'ri chiziqlardir. Bu shuni anglatadiki, nuqta zaryadi holatida kuchlanish chiziqlari perpendikulyar ekvipotentsial yuzalar.
Kuchlanish chiziqlari har doim ekvipotensial sirtlarga perpendikulyar. Aslida, ekvipotensial sirtning barcha nuqtalari bir xil potensialga ega, shuning uchun zaryadni bu sirt bo'ylab harakatlantirish uchun bajarilgan ish nolga teng, ya'ni zaryadga ta'sir qiluvchi elektrostatik kuchlar doimo ekvipotensial sirtlarga perpendikulyar yo'naltiriladi. Shunday qilib vektor E har doim ekvipotensial sirtlarga perpendikulyar, va shuning uchun vektor chiziqlari E bu sirtlarga perpendikulyar.
Har bir zaryad va har bir zaryad sistemasi atrofida cheksiz ko'p ekvipotensial sirtlarni chizish mumkin. Ammo, odatda, ular har qanday ikkita qo'shni ekvipotensial sirt orasidagi potentsial farqlar bir-biriga teng bo'lishi uchun amalga oshiriladi. Keyin ekvipotentsial sirtlarning zichligi turli nuqtalarda maydon kuchini aniq tavsiflaydi. Bu sirtlar zichroq bo'lgan joylarda maydon kuchi kattaroq bo'ladi.
Bu shuni anglatadiki, elektrostatik maydon kuchi chiziqlarining joylashishini bilib, biz ekvipotensial sirtlarni chizishimiz mumkin va aksincha, bizga ma'lum bo'lgan ekvipotensial sirtlarning joylashuvidan foydalanib, biz maydonning har bir nuqtasida maydon kuchining yo'nalishi va modulini topishimiz mumkin. maydon. Shaklda. 1-rasmda misol tariqasida musbat nuqta elektr zaryadi (a) va bir uchida o'simtaga ega bo'lgan zaryadlangan metall silindr maydonlarining kuchlanish chiziqlari (chiziq chiziqlar) va ekvipotensial sirtlari (qattiq chiziqlar) ko'rsatilgan. ikkinchisida tushkunlik (b).
Gauss teoremasi.
Kuchlanish vektor oqimi. Gauss teoremasi. Elektrostatik maydonlarni hisoblash uchun Gauss teoremasini qo'llash.
Kuchlanish vektor oqimi.
E vektorning ba'zi bir S sirtiga kirib boradigan chiziqlar soni N E intensivlik vektorining oqimi deb ataladi.
E vektor oqimini hisoblash uchun S maydonini dS elementar maydonlarga bo'lish kerak, ular doirasida maydon bir xil bo'ladi (13.4-rasm).
Bunday elementar maydon orqali kuchlanish oqimi ta'rifi bo'yicha teng bo'ladi (13.5-rasm).
bu erda maydon chizig'i va saytning normal orasidagi burchak dS; - dS maydonining kuch chiziqlariga perpendikulyar tekislikka proyeksiyasi. Keyin maydonning butun yuzasi bo'ylab maydon kuchi oqimi S ga teng bo'ladi
Sirt ichidagi butun hajmni kengaytiring S rasmda ko'rsatilgan turdagi elementar kublarga. 2.7. Barcha kublarning yuzlarini sirtga mos keladigan tashqi qismlarga bo'lish mumkin S va ichki bo'lganlar, faqat qo'shni kublar bilan chegaradosh. Keling, kublarni shunchalik kichik qilaylikki, tashqi qirralari sirt shaklini aniq takrorlaydi. Oqim vektori a har bir elementar kub yuzasi orqali teng
,
va hajmni to'ldiruvchi barcha kublar orqali umumiy oqim V, Mavjud
 | (2.16) |
Keling, oxirgi ifodaga kiritilgan oqimlar yig'indisini ko'rib chiqaylik d F elementar kublarning har biri orqali. Shubhasiz, bu yig'indida vektor oqimi a ichki qirralarning har biridan ikki marta o'tadi.
Keyin sirt orqali umumiy oqim S=S 1 +S 2 faqat tashqi qirralardan o'tadigan oqimlarning yig'indisiga teng bo'ladi, chunki ichki chetidan o'tadigan oqimlarning yig'indisi nolga teng bo'ladi. O'xshatish orqali biz ifodaning chap tomonidagi (2.16) ichki yuzlar bilan bog'liq yig'indining barcha shartlari bekor qilinadi degan xulosaga kelishimiz mumkin. Keyin, yig'indidan integrasiyaga o'tsak, kublarning elementar kattaligi tufayli biz (2.15) ifodani olamiz, bunda integrasiya hajmni chegaralovchi sirt ustida amalga oshiriladi.
Ostrogradskiy-Gauss teoremasiga muvofiq (2.12) dagi sirt integralini hajm integraliga almashtiramiz.
va umumiy zaryadni hajmdagi hajm zichligining integrali sifatida tasavvur qiling
Keyin quyidagi ifodani olamiz
Olingan munosabatlar har qanday o'zboshimchalik bilan tanlangan hajm uchun qondirilishi kerak V. Bu faqat hajmning har bir nuqtasida integral funktsiyalarining qiymatlari bir xil bo'lganda mumkin. Keyin yozishimiz mumkin
 | (2.17) |
Oxirgi ifoda differensial shakldagi Gauss teoremasi.
1. Bir xil zaryadlangan cheksiz tekislikning maydoni. Cheksiz tekislik doimiy bilan zaryadlangan sirt zichligi+s (s = dQ/dS - sirt birligi uchun zaryad). Kuchlanish chiziqlari bu tekislikka perpendikulyar va undan har bir yo'nalishda yo'naltirilgan. Yopiq sirt sifatida asoslari zaryadlangan tekislikka parallel va o'qi unga perpendikulyar bo'lgan silindrni olaylik. Tsilindrning generatorlari maydon kuchlanish chiziqlariga parallel bo'lganligi sababli (cosa = 0), u holda intensivlik vektorining oqimi lateral yuzasi tsilindr nolga teng, silindr orqali o'tadigan umumiy oqim esa uning asoslari orqali o'tadigan oqimlarning yig'indisiga teng (asoslarning maydonlari teng va asos uchun E n E ga to'g'ri keladi), ya'ni 2ES ga teng. Tuzilgan silindrsimon sirt ichida joylashgan zaryad s S ga teng. Gauss teoremasiga ko'ra, 2ES=sS/e 0, qaerdan
(1) formuladan kelib chiqadiki, E silindr uzunligiga bog'liq emas, ya'ni har qanday masofadagi maydon kuchi kattalik bo'yicha teng, boshqacha qilib aytganda, bir xil zaryadlangan tekislikning maydoni. bir hil.
2. Ikki cheksiz parallel qarama-qarshi zaryadlangan tekislik maydoni(2-rasm). Samolyotlar sirt zichligi +s va –s bo'lgan har xil ishorali zaryadlar bilan bir xilda zaryadlangan bo'lsin. Biz bunday tekisliklar maydonini har bir tekislik tomonidan alohida yaratilgan maydonlarning superpozitsiyasi sifatida qidiramiz. Rasmda yuqori o'qlar musbat zaryadlangan tekislikdan, pastki - manfiy zaryadlangan tekislikdan maydonga to'g'ri keladi. Maydon tekisliklarining chap va o'ng tomonida ayiriladi (intensivlik chiziqlari bir-biriga yo'naltirilganligi sababli), bu erda maydon kuchi E = 0 ni bildiradi. Samolyotlar orasidagi maydonda E = E + + E - (E + va E - formula (1) bo'yicha topiladi), shuning uchun hosil bo'lgan kuchlanish
Demak, tekisliklar orasidagi mintaqada hosil bo'lgan maydon kuchi bog'liqlik (2) bilan tavsiflanadi va tekisliklar bilan chegaralangan hajmdan tashqarida nolga teng.
3. Bir tekis zaryadlangan sferik sirt maydoni. Umumiy zaryadi Q bo'lgan radiusi R bo'lgan sharsimon sirt bir xil zaryadlangan sirt zichligi+s. Chunki Zaryad sirt bo'ylab teng ravishda taqsimlanadi; u yaratgan maydon sferik simmetriyaga ega. Bu kuchlanish chiziqlari radial yo'naltirilganligini anglatadi (3-rasm). Zaryadlangan shar bilan umumiy markazga ega bo'lgan r radiusli sharni aqliy ravishda chizamiz. Agar r>R,ro boʻlsa, Q butun zaryad sirt ichiga kirib, koʻrib chiqilayotgan maydonni hosil qiladi va Gauss teoremasiga koʻra, 4pr 2 E = Q/e 0 boʻladi.
(3)
r>R uchun maydon nuqtaviy zaryad bilan bir xil qonun bo'yicha masofa r bilan kamayadi. E ning r ga bog'liqligi rasmda ko'rsatilgan. 4. Agar r" Bu shuni anglatadiki, bir xil zaryadlangan shardan tashqaridagi maydon kuchi (3) formula bilan tavsiflanadi va uning ichida (4) bog'liqlikka ko'ra r" masofa bilan chiziqli ravishda o'zgaradi. Ko'rib chiqilgan holat uchun E ga qarshi r ning grafigi rasmda ko'rsatilgan. 5. Agar r Elektr dipol. Elektr dipolning xarakteristikalari. Dipol maydoni. Elektr maydonidagi dipol. Bir-biridan ma'lum masofada joylashgan, ko'rib chiqilayotgan maydon nuqtasigacha bo'lgan masofaga nisbatan kichik bo'lgan, kattaligi bo'yicha teng ikkita qarama-qarshi nuqta zaryadlari to'plamiga elektr dipol deyiladi (13.1-rasm). Mahsulot dipol momenti deb ataladi. Zaryadlarni tutashtiruvchi to'g'ri chiziq dipolning o'qi deyiladi. Odatda, dipol momenti dipol o'qi bo'ylab musbat zaryad tomon yo'naltirilgan deb hisoblanadi. Elektr maydonidagi har bir zaryad uchun bu zaryadni harakatga keltira oladigan kuch mavjud. Manfiy zaryadli Q elektr maydonining kuchlari tomonidan bajariladigan q nuqta musbat zaryadini O nuqtadan n nuqtaga ko‘chirishda A ishini aniqlang. Kulon qonuniga ko‘ra zaryadni harakatga keltiruvchi kuch o‘zgaruvchan va tengdir. Bu erda r - zaryadlar orasidagi o'zgaruvchan masofa. Miqdor elektr maydonining ma'lum bir nuqtasida zaryadning W p potentsial energiyasini ifodalaydi: (-) belgisi zaryad maydon tomonidan harakatlantirilganda uning potentsial energiyasi pasayib, harakat ishiga aylanishini ko'rsatadi. Birlik musbat zaryadning potentsial energiyasiga teng qiymat (q=+1) elektr maydon potensiali deyiladi. Keyin Shunday qilib, maydonning ikki nuqtasi orasidagi potentsial farq birlik musbat zaryadni bir nuqtadan ikkinchisiga ko'chirishda maydon kuchlarining ishiga teng. Elektr maydoni nuqtasining potentsiali birlik musbat zaryadni berilgan nuqtadan cheksizlikka ko'chirish uchun bajarilgan ishga teng. O'lchov birligi - Volt = J/C Elektr maydonida zaryadni harakatlantirish ishi yo'lning shakliga bog'liq emas, balki faqat yo'lning boshlang'ich va tugash nuqtalari orasidagi potentsial farqga bog'liq. Barcha nuqtalarida potentsial bir xil bo'lgan sirt ekvipotensial deyiladi. Maydon kuchi uning quvvat xarakteristikasi, potentsial esa energiya xarakteristikasidir. Maydon kuchi va uning potentsiali o'rtasidagi bog'liqlik formula bilan ifodalanadi (-) belgisi maydon kuchining potentsialning kamayishi va potentsial kuchayishi yo'nalishiga yo'naltirilganligi bilan bog'liq. 5. Elektr maydonidan tibbiyotda foydalanish. Franklinizatsiya, yoki "elektrostatik dush" - bemorning tanasi yoki uning ayrim qismlari doimiy yuqori kuchlanishli elektr maydoniga ta'sir qiladigan terapevtik usul. Umumiy ta'sir qilish jarayonida doimiy elektr maydoni 50 kV ga, mahalliy ta'sir qilish 15-20 kV ga yetishi mumkin. Terapevtik ta'sir mexanizmi. Franklinizatsiya protsedurasi bemorning boshi yoki tananing boshqa qismi kondansatör plitalaridan biriga o'xshab ketadigan tarzda amalga oshiriladi, ikkinchisi esa boshning tepasida osilgan yoki 6 masofada ta'sir qilish joyidan yuqorida o'rnatilgan elektroddir. -10 sm. Elektrodga biriktirilgan igna uchlari ostidagi yuqori kuchlanish ta'sirida havo ionlari, ozon va azot oksidi hosil bo'lishi bilan havo ionlanishi sodir bo'ladi. Ozon va havo ionlarining inhalatsiyasi qon tomir tarmog'ida reaktsiyaga sabab bo'ladi. Qon tomirlarining qisqa muddatli spazmasidan so'ng, kapillyarlar nafaqat yuzaki to'qimalarda, balki chuqurlikda ham kengayadi. Natijada metabolik va trofik jarayonlar yaxshilanadi va to'qimalarning shikastlanishi bo'lsa, regeneratsiya va funktsiyalarni tiklash jarayonlari rag'batlantiriladi. Qon aylanishining yaxshilanishi, metabolik jarayonlarning va asab funktsiyasining normallashishi natijasida bosh og'rig'i pasayadi, qon bosimi ko'tariladi, qon tomir tonusi kuchayadi, puls sekinlashadi. Franklinizatsiyadan foydalanish asab tizimining funktsional buzilishlari uchun ko'rsatiladi Muammoni hal qilishga misollar 1.
Franklinizatsiya apparati ishlaganda 1 sm 3 havoda har soniyada 500 000 ta engil havo ionlari hosil bo'ladi. Davolash seansi (15 min) davomida 225 sm 3 havoda bir xil miqdordagi havo ionlarini hosil qilish uchun zarur bo'lgan ionlanish ishini aniqlang. Havo molekulalarining ionlanish potentsiali 13,54 V ga teng, havo esa shartli ravishda bir hil gaz hisoblanadi. 2.
Elektrostatik dush bilan ishlov berishda elektr mashinasining elektrodlariga 100 kV potentsial farq qo'llaniladi. Agar elektr maydon kuchlari 1800 J ish bajarishi ma'lum bo'lsa, bitta ishlov berish jarayonida elektrodlar o'rtasida qancha zaryad o'tishini aniqlang. Bu yerdan Tibbiyotda elektr dipol Elektrokardiografiya asosini tashkil etuvchi Uytxoven teoremasiga ko'ra, yurak teng tomonli uchburchak (Eythoven uchburchagi) markazida joylashgan elektr dipol bo'lib, uning uchlarini shartli ravishda ko'rib chiqish mumkin. o'ng qo'lda, chap qo'lda va chap oyoqda joylashgan. Yurak siklida dipolning fazodagi holati ham, dipol momenti ham o'zgaradi. Eytoven uchburchagi cho'qqilari orasidagi potensiallar farqini o'lchash yurakning dipol momentining uchburchak tomonlariga proyeksiyalari o'rtasidagi bog'liqlikni quyidagicha aniqlash imkonini beradi: U AB, U BC, U AC kuchlanishlarini bilib, siz dipolning uchburchak tomonlariga nisbatan qanday yo'naltirilganligini aniqlashingiz mumkin. Elektrokardiografiyada tananing ikki nuqtasi orasidagi (bu holda Eytoven uchburchagining cho'qqilari orasidagi) potensiallar farqi qo'rg'oshin deb ataladi. Vaqtga qarab potentsial farqni ro'yxatga olish deyiladi elektrokardiogramma. Yurak siklida dipol moment vektorining oxirgi nuqtalarining geometrik joylashuvi deyiladi vektor kardiogrammasi. Ma’ruza № 4 Aloqa hodisalari 1. Kontakt potentsial farqi. Volta qonunlari. 2. Termoelektr. 3. Termojuft, uning tibbiyotda qo'llanilishi. 4. Dam olish salohiyati. Harakat potensiali va uning taqsimlanishi. 1. Bir-biriga o'xshamaydigan metallar yaqin aloqada bo'lganda, ular o'rtasida faqat kimyoviy tarkibi va haroratiga qarab potentsial farq paydo bo'ladi (Voltaning birinchi qonuni). Ushbu potentsial farq kontakt deb ataladi. Metallni tark etib, atrof-muhitga kirishi uchun elektron metallga tortish kuchlariga qarshi ish qilishi kerak. Bu ish metalldan chiqib ketayotgan elektronning ish funksiyasi deyiladi. Keling, mos ravishda A 1 va A 2 ish funktsiyasiga va A 1 ga ega bo'lgan ikkita turli xil 1 va 2 metallarni kontaktga keltiramiz.< A 2 . Очевидно, что свободный электрон, попавший в процессе теплового движения на поверхность раздела металлов, будет втянут во второй металл, так как со стороны этого металла на электрон действует большая сила притяжения (A 2 >A 1). Binobarin, metallar bilan aloqa qilish orqali erkin elektronlar birinchi metalldan ikkinchisiga "nasoslanadi", buning natijasida birinchi metall musbat, ikkinchisi salbiy zaryadlanadi. Bu holda yuzaga keladigan potentsial farq E intensivlikdagi elektr maydonini hosil qiladi, bu elektronlarning keyingi "nasoslanishi" ni qiyinlashtiradi va kontakt potentsiallari farqi tufayli elektronni harakatlantirish ishi to'liq to'xtaydi. ish vazifalari: Keling, A 1 = A 2 bo'lgan, erkin elektronlarning har xil konsentratsiyasi n 01 >n 02 bo'lgan ikkita metalni kontaktga keltiramiz. Keyin erkin elektronlarning birinchi metalldan ikkinchisiga imtiyozli o'tishi boshlanadi. Natijada, birinchi metall ijobiy, ikkinchisi - salbiy zaryadlanadi. Metalllar o'rtasida potentsial farq paydo bo'ladi, bu esa elektronning keyingi o'tkazilishini to'xtatadi. Olingan potentsial farq quyidagi ifoda bilan aniqlanadi: bu yerda k - Boltsman doimiysi Ham ish funksiyasi, ham erkin elektronlar konsentratsiyasi bilan farq qiluvchi metallar orasidagi umumiy kontakt holatida cr.r.p. dan (1) va (2) ga teng bo'ladi Ketma-ket ulangan o'tkazgichlarning kontakt potentsial farqlari yig'indisi oxirgi o'tkazgichlar tomonidan yaratilgan kontakt potentsial farqiga teng ekanligini va oraliq o'tkazgichlarga bog'liq emasligini ko'rsatish oson. Bu pozitsiya Voltaning ikkinchi qonuni deb ataladi. Agar biz to'g'ridan-to'g'ri so'nggi o'tkazgichlarni bog'laydigan bo'lsak, u holda ular orasidagi mavjud potentsial farq 1 va 4 kontaktlarda paydo bo'ladigan teng potentsial farq bilan qoplanadi. Shuning uchun, c.r.p. bir xil haroratga ega bo'lgan metall o'tkazgichlarning yopiq pallasida oqim hosil qilmaydi. 2. Termoelektr kontakt potentsial farqining haroratga bog'liqligi. Keling, ikkita bir-biriga o'xshash bo'lmagan metall o'tkazgichlardan 1 va 2 yopiq sxemasini tuzamiz. a va b kontaktlarning harorati har xil T a > T b da saqlanadi. Keyin, (3) formulaga muvofiq, c.r.p. issiq o'tish joyida sovuq o'tish joyiga qaraganda ko'proq: Natijada, a va b o'tish joylari o'rtasida potentsial farq paydo bo'ladi Termoelektromotor kuch deb ataladi va I tok yopiq zanjirda oqadi.(3) formuladan foydalanib, biz hosil qilamiz. Qayerda 3.
Supero'tkazuvchilar orasidagi kontaktlarning haroratidagi farqlar tufayli oqim hosil qiluvchi o'tkazgichlarning yopiq zanjiri deyiladi. termojuft. (4) formuladan kelib chiqadiki, termojuftning termoelektromotor kuchi birlashmalarning (kontaktlarning) harorat farqiga proportsionaldir. Formula (4) Selsiy shkalasidagi haroratlar uchun ham amal qiladi: Termojuft faqat harorat farqlarini o'lchashi mumkin. Odatda bitta o'tish joyi 0ºC da saqlanadi. Bu sovuq birikma deb ataladi. Boshqa birlashma issiq yoki o'lchash birikmasi deb ataladi. Termojuft simob termometrlariga nisbatan sezilarli afzalliklarga ega: u sezgir, inertsiyasiz, kichik ob'ektlarning haroratini o'lchash imkonini beradi va masofadan o'lchash imkonini beradi. Inson tanasining harorat maydonining chegarasini o'lchash. Inson tanasining harorati doimiy ekanligiga ishoniladi, ammo bu doimiylik nisbiydir, chunki tananing turli qismlarida harorat bir xil emas va tananing funktsional holatiga qarab o'zgaradi. Teri harorati o'ziga xos aniq topografiyaga ega. Eng past harorat (23-30º) distal oyoq-qo'llarda, burun uchida va quloqlarda joylashgan. Eng yuqori harorat qo'ltiq osti, perineum, bo'yin, lablar, yonoqlarda. Qolgan hududlarda 31-33,5ºS harorat mavjud. Sog'lom odamda harorat taqsimoti tananing o'rta chizig'iga nisbatan nosimmetrikdir. Ushbu simmetriyaning buzilishi kontakt qurilmalari: termojuft va qarshilik termometri yordamida harorat maydoni profilini qurish orqali kasalliklarni tashxislash uchun asosiy mezon bo'lib xizmat qiladi. 4
. Hujayraning sirt membranasi turli ionlarni bir xil darajada o'tkazmaydi. Bundan tashqari, har qanday o'ziga xos ionlarning kontsentratsiyasi membrananing turli tomonlarida har xil bo'ladi, ionlarning eng qulay tarkibi hujayra ichida saqlanadi. Bu omillar normal ishlaydigan hujayrada sitoplazma va atrof-muhit o'rtasidagi potentsial farqning paydo bo'lishiga olib keladi (dam olish potentsiali) Qo'zg'alganda, hujayra va atrof-muhit o'rtasidagi potentsial farq o'zgaradi, asab tolalarida tarqaladigan harakat potentsiali paydo bo'ladi. Nerv tolasi bo'ylab ta'sir potentsialining tarqalish mexanizmi elektromagnit to'lqinning ikki simli chiziq bo'ylab tarqalishiga o'xshash tarzda ko'rib chiqiladi. Biroq, bu o'xshashlik bilan bir qatorda, asosiy farqlar ham mavjud. Muhitda tarqalayotgan elektromagnit to'lqin uning energiyasi tarqalib ketganda zaiflashadi va molekulyar-issiqlik harakati energiyasiga aylanadi. Elektromagnit to'lqinning energiya manbai uning manbai: generator, uchqun va boshqalar. Qo'zg'alish to'lqini o'chmaydi, chunki u energiyani o'zi tarqaladigan muhitdan oladi (zaryadlangan membrananing energiyasi). Shunday qilib, asab tolasi bo'ylab harakat potentsialining tarqalishi avtoto'lqin shaklida sodir bo'ladi. Faol muhit qo'zg'aluvchan hujayralardir. Muammoni hal qilishga misollar 1. Inson tanasi sirtining harorat maydonining profilini qurishda qarshilik r 1 = 4 Ohm bo'lgan termojuft va qarshilik r 2 = 80 Ohm bo'lgan galvanometr ishlatiladi; I=26 mkA, ºS o'tish temperaturasi farqida. Termojuft doimiysi nima? Termojuftda paydo bo'ladigan issiqlik quvvati teng (1) bu erda termojuftlar - tutashuvlar orasidagi harorat farqi. Ohm qonuniga ko'ra, zanjirning U sifatida qabul qilingan kesimi uchun. Keyin 5-sonli ma’ruza Elektromagnetizm 1. Magnitlanishning tabiati. 2. Vakuumdagi oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni. 4. Dia-, para- va ferromagnit moddalar. Magnit o'tkazuvchanlik va magnit induksiya. 5. Tana to'qimalarining magnit xossalari. 1
. Harakatlanuvchi elektr zaryadlari (oqimlari) atrofida magnit maydon paydo bo'ladi, bu zaryadlar magnit yoki boshqa harakatlanuvchi elektr zaryadlari bilan o'zaro ta'sir qiladi. Magnit maydon kuch maydoni bo'lib, magnit kuch chiziqlari bilan ifodalanadi. Elektr maydon chiziqlaridan farqli o'laroq, magnit maydon chiziqlari doimo yopiq. Moddaning magnit xossalari bu moddaning atomlari va molekulalaridagi elementar dumaloq oqimlardan kelib chiqadi. 2
. Vakuumdagi oqimlarning magnit o'zaro ta'siri. Amper qonuni. Oqimlarning magnit o'zaro ta'siri harakatlanuvchi simli zanjirlar yordamida o'rganildi. Amper 1 va 2 o'tkazgichlarning ikkita kichik bo'limlari o'rtasidagi oqim bilan o'zaro ta'sir kuchining kattaligi ushbu bo'limlarning uzunligiga, ulardagi oqim kuchlari I 1 va I 2 ga proportsional ekanligini va masofaning kvadratiga teskari proportsional ekanligini aniqladi. r bo'limlar orasida: Ma'lum bo'ldiki, birinchi bo'limning ikkinchisiga ta'sir kuchi ularning nisbiy holatiga bog'liq va burchaklarning sinuslariga proportsionaldir va . Agar nuqta zaryadining elektrostatik maydonida bo'lsa q boshqa nuqta zaryadi ixtiyoriy traektoriya bo‘ylab 1-nuqtadan 2-nuqtaga o‘tadi q 0, keyin zaryadga qo'llaniladigan kuch ishlaydi. Kuch ishi elementar siljish bo'yicha d l ga teng Zaryadni ko'chirishda ishlang q 0 1-banddan 2-bandga Ish A 12 harakat traektoriyasiga bog'liq emas, lekin faqat boshlang'ich va yakuniy nuqtalarning pozitsiyalari bilan belgilanadi. Demak, nuqtaviy zaryadning elektrostatik maydoni salohiyat
,
va elektrostatik kuchlar - konservativ
.
Shunday qilib, har qanday yopiq kontaktlarning zanglashiga olib elektrostatik maydonda zaryadni harakatlantirish ishi L nolga teng Integral kuchlanish vektorining aylanishi deb ataladi. Uning yo'qolishidan l Elektrostatik maydon kuchlanish chiziqlari hech qachon o'z-o'zidan yopilmaydi. Ular ayblovlar bilan boshlanadi va tugaydi yoki cheksizlikka boradi. Bu tabiatda ikki turdagi elektr zaryadlarining mavjudligini ko'rsatadi. Formula Zaryadlar harakat qilganda, ularning nisbiy pozitsiyalari o'zgaradi, shuning uchun bu holda elektr kuchlari tomonidan bajarilgan ish harakatlanadigan zaryadning potentsial energiyasining o'zgarishiga teng bo'ladi: Potensial zaryad energiyasi q 0, zaryad maydonida joylashgan q masofada r ga teng Zaryad cheksizgacha olib tashlanganda, potentsial energiya nolga tushadi deb faraz qilsak, biz quyidagilarni olamiz: const = 0. Uchun nomdosh
ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasini zaryad qiladi (surish)ijobiy, Uchun turli nomlar
o'zaro ta'sirdan potentsial energiyani zaryad qiladi (attraktsion)salbiy. Maydonning istalgan joyida zaryadning potentsial energiyasi W son jihatdan zaryadni cheksizlikdan shu nuqtaga ko'chirish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ishga teng. Munosabat faqat unga bog'liq q Va r. Bu miqdor potentsial deyiladi: Elektr potentsial birligi - volt(IN). U maydonning ma'lum bir nuqtasiga joylashtirilgan musbat birlik zaryadga ega bo'ladigan potentsial energiyani tavsiflaydi.Nuqtaviy zaryad maydoni uchun: Nuqtaviy zaryadlar tizimi tomonidan yaratilgan maydon potentsiali bu barcha zaryadlarning potentsiallarining algebraik yig'indisiga teng.: Zaryadni harakatga keltirishda dala kuchlari bajaradigan ish q' 1-banddan 2-bandgacha quyidagicha yozilishi mumkin: Hajmi ELEKTR ZARJ. INSON ZARRALAR. Elektr zaryadi q
- elektromagnit o'zaro ta'sirning intensivligini aniqlaydigan jismoniy miqdor. [q] = l Cl (Kulon). Atomlar yadro va elektronlardan iborat. Yadroda musbat zaryadlangan protonlar va zaryadsiz neytronlar mavjud. Elektronlar manfiy zaryadga ega. Atomdagi elektronlar soni yadrodagi protonlar soniga teng, shuning uchun atom neytral hisoblanadi. Har qanday tananing to'lovi: q = ±Ne, bu erda e = 1,6*10 -19 C elementar yoki minimal mumkin bo'lgan zaryad (elektron zaryad), N- ortiqcha yoki etishmayotgan elektronlar soni. Yopiq tizimda zaryadlarning algebraik yig'indisi doimiy bo'lib qoladi: q 1 + q 2 + … + q n = const. Nuqtaviy elektr zaryad - bu o'lchamlari u bilan o'zaro ta'sir qiluvchi boshqa elektrlashtirilgan jismgacha bo'lgan masofadan ko'p marta kichik bo'lgan zaryadlangan jism. Coulomb qonuni Vakuumdagi ikkita statsionar nuqtali elektr zaryadlari ushbu zaryadlarni bog'laydigan to'g'ri chiziq bo'ylab yo'naltirilgan kuchlar bilan o'zaro ta'sir qiladi; Ushbu kuchlarning modullari zaryadlarning mahsulotiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir: Proportsionallik omili elektr doimiysi qayerda. bu erda 12 - birinchi zaryaddan ikkinchi zaryaddan ta'sir qiluvchi kuch va 21 - birinchi zaryaddan ikkinchisiga. ELEKTR MAYDON. TANSIQ Masofadagi elektr zaryadlarining o'zaro ta'sir qilish faktini ular atrofida elektr maydoni - kosmosda uzluksiz va boshqa zaryadlarga ta'sir eta oladigan moddiy ob'ekt mavjudligi bilan izohlash mumkin. Statsionar elektr zaryadlar maydoni elektrostatik deb ataladi. Maydonning xarakteristikasi uning intensivligidir. Berilgan nuqtadagi elektr maydon kuchi kattaligi nuqta musbat zaryadga ta'sir etuvchi kuchning ushbu zaryadning kattaligiga nisbatiga teng bo'lgan vektor bo'lib, yo'nalishi kuchning yo'nalishiga to'g'ri keladi. Nuqta zaryad maydoni kuchi Q masofada r ga teng Maydon superpozitsiyasi printsipi Zaryadlar tizimining maydon kuchi tizimdagi har bir zaryadning maydon kuchlarining vektor yig'indisiga teng: Dielektrik doimiy muhit vakuum va materiyadagi maydon kuchlarining nisbatiga teng: Bu moddaning maydonni necha marta zaiflashtirishini ko'rsatadi. Ikki nuqtali zaryad uchun Coulomb qonuni q Va Q, masofada joylashgan r dielektrik doimiy bo'lgan muhitda: Masofadagi maydon kuchi r zaryaddan Q ga teng Bir jinsli ELEKTROSTATIK MAYDONDAGI zaryadlangan jismning potentsial energiyasi. Qarama-qarshi belgilar bilan zaryadlangan va parallel joylashgan ikkita katta plastinka orasiga nuqta zaryadini joylashtiramiz q. Plitalar orasidagi elektr maydoni bir xil intensivlikda bo'lgani uchun, kuch barcha nuqtalarda zaryadga ta'sir qiladi. F = qE, bu zaryadni masofa bo'ylab harakatlantirganda ishlaydi Bu ish traektoriyaning shakliga, ya'ni zaryadning harakatlanishiga bog'liq emas q ixtiyoriy chiziq bo'ylab L ish bir xil bo'ladi. Zaryadni harakatlantirish uchun elektrostatik maydonning ishi traektoriya shakliga bog'liq emas, balki faqat tizimning boshlang'ich va oxirgi holatlari bilan belgilanadi. U, tortishish maydonida bo'lgani kabi, qarama-qarshi belgi bilan olingan potentsial energiyaning o'zgarishiga teng: Oldingi formula bilan taqqoslashdan ko'rinib turibdiki, bir xil elektrostatik maydondagi zaryadning potentsial energiyasi quyidagilarga teng: Potensial energiya nol darajani tanlashga bog'liq va shuning uchun o'zida chuqur ma'noga ega emas. ELEKTROSTATIK MAYDON POTENTSIALI VA VOLTAJI Potentsial maydonning bir nuqtasidan ikkinchisiga o'tishda ishlashi traektoriya shakliga bog'liq bo'lmagan maydondir. Potensial maydonlar tortishish maydoni va elektrostatik maydondir. Potensial maydon tomonidan bajarilgan ish teskari belgi bilan olingan tizimning potentsial energiyasining o'zgarishiga teng: Potentsial- maydondagi zaryadning potentsial energiyasining ushbu zaryadning kattaligiga nisbati: Yagona maydon potensiali teng Qayerda d- ba'zi nol darajadan o'lchangan masofa. Zaryadning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi q bilan maydon ga teng. Demak, zaryadni potensiali ph 1 bo‘lgan nuqtadan potensial ph 2 bo‘lgan nuqtaga o‘tkazish uchun maydonning ishi: Miqdor potentsial farq yoki kuchlanish deb ataladi. Ikki nuqta orasidagi kuchlanish yoki potentsial farq - bu zaryadni boshlang'ich nuqtadan oxirgi nuqtaga o'tkazish uchun elektr maydoni tomonidan bajarilgan ishning ushbu zaryadning kattaligiga nisbati: [U]=1J/C=1V MAYDON KUCHLIGI VA POTENTSIAL FARKI Zaryadni ko'chirishda q elektr maydon intensivligi chizig'i bo'ylab D d masofada maydon ishlaydi Ta'rif bo'yicha biz quyidagilarni olamiz: Demak, elektr maydon kuchi teng Shunday qilib, elektr maydonining kuchi maydon chizig'i bo'ylab birlik uzunligi bo'ylab harakatlanayotganda potentsialning o'zgarishiga teng. Agar musbat zaryad maydon chizig'i yo'nalishi bo'yicha harakat qilsa, u holda kuchning yo'nalishi harakat yo'nalishiga to'g'ri keladi va maydonning ishi ijobiy bo'ladi: Keyin, ya'ni kuchlanish potentsialni kamaytirishga qaratilgan. Voltaj har bir metr uchun voltda o'lchanadi: [E]=1 B/m 1 m masofada joylashgan elektr uzatish liniyasining ikkita nuqtasi orasidagi kuchlanish 1 V bo'lsa, maydon kuchi 1 V / m ga teng. Elektr quvvati Agar biz zaryadni mustaqil ravishda o'lchasak Q, tanaga va uning potentsiali ph bilan bog'langan bo'lsa, ular bir-biriga to'g'ridan-to'g'ri proportsional ekanligini bilib olamiz: C qiymati o'tkazgichning elektr zaryadini to'plash qobiliyatini tavsiflaydi va elektr sig'imi deb ataladi. Supero'tkazuvchilarning elektr quvvati uning o'lchamiga, shakliga, shuningdek, muhitning elektr xususiyatlariga bog'liq. Ikki o'tkazgichning elektr quvvati ulardan birining zaryadining ular orasidagi potentsial farqga nisbati: Tananing sig'imi 1 F, agar unga 1 C zaryad berilganda, u 1 V potentsialga ega bo'ladi. KOndensatorlar Kondensator- dielektrik bilan ajratilgan ikkita o'tkazgich, elektr zaryadini to'plash uchun xizmat qiladi. Kondensatorning zaryadi uning plitalari yoki plitalaridan birining zaryad moduli sifatida tushuniladi. Kondensatorning zaryadni to'plash qobiliyati elektr quvvati bilan tavsiflanadi, bu kondansatör zaryadining kuchlanishga nisbatiga teng: Kondensatorning sig'imi 1 F ga teng, agar 1 V kuchlanishda uning zaryadi 1 C bo'lsa. Parallel plastinka kondensatorining sig'imi plitalarning maydoniga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir S, muhitning dielektrik o'tkazuvchanligi va plitalar orasidagi masofaga teskari proportsionaldir d: zaryadlangan kondansatorning energiyasi. Aniq tajribalar shuni ko'rsatadi W=CU 2/2 Chunki q = CU, Bu Elektr maydoni energiya zichligi Qayerda V = Sd- kondansatör ichidagi maydon egallagan hajm. Parallel plastinkali kondansatkichning sig'imini hisobga olsak va uning plitalaridagi kuchlanish U=Ed olamiz: Misol. Elektr maydonida 1-nuqtadan 2-nuqtagacha harakat qilayotgan elektron tezligini 1000 dan 3000 km/s gacha oshirdi. 1 va 2 nuqtalar orasidagi potentsial farqni aniqlang.
5. Bir xil zaryadlangan cheksiz silindrning maydoni (ip). Radiusi R bo'lgan cheksiz silindr (6-rasm) bir xilda zaryadlangan chiziqli zichlik t (uzunlik birligi uchun t = –dQ/dt zaryad). Simmetriya mulohazalaridan shuni ko'ramizki, kuchlanish chiziqlari silindr o'qiga nisbatan barcha yo'nalishlarda teng zichlikka ega bo'lgan silindrning dumaloq kesimlari radiusi bo'ylab yo'naltiriladi. Yopiq sirt sifatida radiusi r va balandlikdagi koaksiyal silindrni aqliy ravishda quramiz l. Oqim vektori E koaksiyal tsilindrning uchlari orqali nolga teng (uchlari va kuchlanish chiziqlari parallel), yon yuzasi orqali esa 2pr ga teng. l E. Gauss teoremasidan foydalanib, r>R 2pr uchun l E = t l/e 0, qayerdan
; Bu ifodani shu tarzda olish mumkin
,
- ionlanish potensiali, A - ionlanish ishi, N - elektronlar soni.
(1)
, (2)
(3)
har bir metall juftligi uchun
faqat elektrostatik maydon uchun amal qiladi.
.Maydondagi berilgan nuqtaning potentsiali birlik musbat zaryadni berilgan nuqtadan cheksizlikka ko‘chirishda bajarilgan ishga teng.
.
chaqirdi elektr maydonining potentsial farqi (kuchlanish).
