5. elektrostatics

कुलन का कानून।

1. चार्ज निकायों ने बातचीत की। प्रकृति में दो प्रकार के शुल्क होते हैं, उन्हें पारंपरिक रूप से सकारात्मक और नकारात्मक कहा जाता है। एक संकेत (एक ही नाम) के आरोपों को पीछे छोड़ दिया जाता है, विपरीत संकेतों (अलग) के आरोप आकर्षित होते हैं। सिस्टम एसआई - लटकन (नामित (नामित) में शुल्क के शुल्क की इकाई

2. प्रकृति में, न्यूनतम संभव शुल्क है। उसे बुलाया गया

प्राथमिक और ई। प्राथमिक प्रभार का संख्यात्मक मूल्य ≈ 1.6 10-19 सीएल है, इलेक्ट्रॉन चार्ज इलेक्ट्रिक \u003d -ई, प्रोटॉन प्रोटॉन शुल्क \u003d + ई है। सभी आरोप

में प्रकृति को प्राथमिक प्रभार चित्रित किया गया है।

3. एक विद्युत पृथक प्रणाली में, आरोपों की बीजगणितीय राशि अपरिवर्तित बनी हुई है। उदाहरण के लिए, यदि आप आरोपों के साथ दो समान धातु गेंदों को जोड़ते हैंप्रश्न 1 \u003d 5 एनएल \u003d 5 10-9 सीएल और 2 \u003d - 1 एनडी, तो शुल्क वितरित किए जाएंगे

गेंदों के बीच और चार्ज q प्रत्येक गेंद बराबर हो जाएगी

q \u003d (q 1 + q 2) / 2 \u003d 2 nd।

4. प्रभार को बिंदु कहा जाता है यदि इसके ज्यामितीय आयाम उन दूरी से काफी कम हैं जिनमें अन्य शुल्कों पर इस शुल्क की कार्रवाई का अध्ययन किया जा रहा है।

5. CULON का कानून दो निश्चित बिंदु शुल्कों की विद्युत बातचीत की शक्ति निर्धारित करता हैक्यू 1 औरQ 2, एक दूसरे से दूरी पर स्थित (चित्र 1)

			के | क्यू | | Q.
एफ \u003d | एफ	| \u003d | च

यहाँ एफ 12 - दूसरी तरफ से पहले चार्ज पर कार्यरत, एफ 21 - बल,

पहले के पक्ष में दूसरे चार्ज पर सक्रिय, के ≈ 9 10 9 एन एम 2 / सीएल 2 कोलन के कानून में स्थिर है। इस प्रणाली में, यह स्थिरता के रूप में रिकॉर्ड करने के लिए प्रथागत है

k \u003d 4 πε 1 0,

जहां ε 0 ≈ 8.85 10 - 12 एफ / एम विद्युत स्थिर है।

6. दो बिंदु शुल्कों की बातचीत की ताकत इन शुल्कों के पास अन्य चार्ज निकायों की उपस्थिति पर निर्भर नहीं करती है। इस कथन को सुपरपोजिशन का सिद्धांत कहा जाता है।

इलेक्ट्रिक फील्ड ताकत वेक्टर

1. एक निश्चित चार्ज किए गए शरीर (या कई निकायों) के पास की स्थिति डॉट चार्ज Q. हम मानते हैं कि चार्ज दर इतनी छोटी है कि इससे अन्य निकायों में आरोपों के आंदोलन का कारण नहीं बनता है (इस तरह के चार्ज को परीक्षण कहा जाता है)।

चार्ज किए गए शरीर से स्टेशनरी टेस्ट चार्ज क्यू पर कार्य करेगा। Culon कानून और सुपरपोजिशन के सिद्धांत के अनुसार, बल चार्ज के मूल्य के लिए आनुपातिक होगा। इसका मतलब यह है कि यदि परीक्षण शुल्क का मूल्य बढ़ता है, उदाहरण के लिए, 2 गुना, तो बिजली का मूल्य भी 2 गुना बढ़ जाएगा, अगर चार्ज को विपरीत में बदल दिया जाता है, तो बल को दिशा बदल देगा विपरीत। इस तरह की आनुपातिकता सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है

एफ \u003d क्यूई।

वेक्टर ई को तनाव वेक्टर कहा जाता है बिजली क्षेत्र। यह वेक्टर बॉडीज बनाने में आरोपों के वितरण पर निर्भर करता है बिजली क्षेत्र, मैं।

उस बिंदु की स्थिति से जिसमें वेक्टर ई निर्दिष्ट विधि द्वारा परिभाषित किया जाता है। हम कह सकते हैं कि विद्युत क्षेत्र की ताकत का वेक्टर शक्ति के बराबरअंतरिक्ष के इस बिंदु पर एक सकारात्मक चार्ज पर अभिनय।

परिभाषा ई जी \u003d एफ जी / क्यू चर (समय के आधार पर) क्षेत्रों के मामले में सामान्यीकृत किया जा सकता है।

2. एक निश्चित बिंदु शुल्क प्रश्न द्वारा बनाई गई विद्युत क्षेत्र की शक्ति के वेक्टर की गणना करें प्रश्नोत्तर। कुछ बिंदु चुनें, जिसमें से दूरी पर स्थित है बिंदु प्रभारप्र इस बिंदु पर तनाव के वेक्टर को निर्धारित करने के लिए, मानसिक रूप से इसमें सकारात्मक परीक्षण शुल्क लगाएं। पर

साइड चार्ज से परीक्षण शुल्क चार्ज साइन के आधार पर आकर्षण या प्रतिकृति की शक्ति का कार्य करेगा। इस बल की परिमाण बराबर है

एफ \u003d के | क्यू | प्र R2।

नतीजतन, एक निश्चित बिंदु चार्ज के द्वारा बनाई गई विद्युत क्षेत्र की शक्ति वेक्टर का मॉड्यूल एक बिंदु पर एक बिंदु पर हटाए गए बिंदु पर हटा दिया जाता है, बराबर होता है

ई \u003d के आर | क्यू 2 |।

वेक्टर ई जी बिंदु पर शुरू होता है और चार्जक, आईएफक्यू\u003e 0, और चार्ज से निर्देशित होता है,

यदि प्रश्न< 0 .

3. यदि विद्युत क्षेत्र कई बिंदु शुल्कों द्वारा बनाया गया है, तो मनमानी बिंदु पर तनाव का वेक्टर फ़ील्ड की सुपरपोजिशन के सिद्धांत का उपयोग करके पाया जा सकता है।

4. पावर लाइन (वेक्टर लाइन)ई) ज्यामितीय रेखा का संदर्भ लें,

टेंगेंट प्रत्येक बिंदु पर इस बिंदु पर वेक्टर ई के साथ मेल खाता है।

दूसरे शब्दों में, वेक्टर ई का उद्देश्य प्रत्येक बिंदु पर पावर लाइन के टेंगेंट के लिए है। पावर लाइन को वेक्टर के साथ दिशा के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। चित्र स्लेस्ट लाइन्स एक दृश्य तरीका है बिजली क्षेत्रयह स्थानिक क्षेत्र संरचना का एक विचार देता है, इसके स्रोत, आपको किसी भी बिंदु पर तनाव वेक्टर की दिशा निर्धारित करने की अनुमति देता है।

5. फ़ील्ड, वेक्टर नामक वर्दी इलेक्ट्रिक फ़ील्डई जिसमें से सभी बिंदुओं पर एक ही (सबसे बड़ा और दिशा)। यह क्षेत्र बनाता है, उदाहरण के लिए, इस विमान के करीब स्थित अंक पर एक समान चार्ज विमान।

6. गेंद की सतह पर समान रूप से चार्ज किया जाता है, गेंद के अंदर शून्य के बराबर होता है,

लेकिन अ एक कटोरे के बाहर एक बिंदु चार्ज क्षेत्र के साथ मेल खाता हैक्यू, गेंद के केंद्र में स्थित:

के | क्यू |		r\u003e r
ई \u003d आर 2।
		आर में< R

जहां क्यू गेंद की गेंद है, आर इसका त्रिज्या है, आर गेंद के केंद्र से बिंदु, में दूरी है

जो वेक्टर ई द्वारा निर्धारित किया जाता है।

7. ढांकता हुआ में, क्षेत्र कमजोर हो गया है। उदाहरण के लिए, एक बिंदु चार्ज या गेंद की सतह पर समान रूप से चार्ज किया जाता है, जो तेल में विसर्जित होता है, एक विद्युत क्षेत्र बनाते हैं

ई \u003d के ε | आर क्यू 2 |,

जहां आर बिंदु चार्ज या गेंद के केंद्र से दूरी उस बिंदु तक दूरी है जिसमें तनाव का वेक्टर निर्धारित किया जाता है, ε तेल की ढांकता हुआ पारगम्यता है। ढांकता हुआ निरंतर पदार्थ के गुणों पर निर्भर करता है। Vacuumε \u003d 1 की ढांकता हुआ पारगम्यता, हवा की ढांकता हुआ पारगम्यता एक के बहुत करीब है (समस्याओं को हल करने के दौरान, इसे आमतौर पर 1 माना जाता है), अन्य गैसीय, तरल और ठोस डाइलेक्ट्रिक्स के लिए, 1।

8. जब संतुलन शुल्क (यदि कोई आदेशित आंदोलन नहीं है), तो कंडक्टर के अंदर विद्युत क्षेत्र की ताकत शून्य होती है।

बिजली के क्षेत्र में काम करते हैं। संभावित अंतर।

1. फिक्स्ड शुल्क (इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड) का क्षेत्र एक महत्वपूर्ण संपत्ति है: कार्य बलों इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र परीक्षण शुल्क को एक निश्चित बिंदु 1 से बिंदु 2 तक ले जाने के लिए, यह प्रक्षेपण के रूप में निर्भर नहीं है, लेकिन केवल प्रारंभिक और समापन बिंदु के प्रावधानों द्वारा निर्धारित किया जाता है। ऐसी संपत्ति रखने वाले फ़ील्ड को कंज़र्वेटिव कहा जाता है। रूढ़िवाद के गुण आपको किसी भी क्षेत्र बिंदु के दो के लिए तथाकथित संभावित अंतर निर्धारित करने की अनुमति देता है।

संभावित अंतरΦ 1 -φ 2 अंक 1 और 2 बिंदु 1 से परीक्षण शुल्क के आंदोलन के लिए 12 बलों के संचालन के अनुपात के बराबर है, बिंदु 1 से 2 कोबेलिचिन के बिंदु पर, चार्ज:

φ1 - φ2 \u003d एक क्यू 12।

संभावित अंतर का इस तरह का दृढ़ संकल्प केवल इसलिए समझ में आता है क्योंकि यह काम प्रक्षेपण के रूप में निर्भर नहीं है, लेकिन प्रक्षेपणों के प्रारंभिक और समापन बिंदु के प्रावधानों द्वारा निर्धारित किया जाता है। सिस्टम में, संभावित अंतर वोल्ट में मापा जाता है: 1 बी \u003d जे / सीएल।

संचालक

1. संधारित्र में दो कंडक्टर होते हैं (उन्हें प्लेटें कहा जाता है) ढांकता हुआ (चित्र 2), और एक के प्रभार की दूसरी परत से अलग होता है

प्लग क्यू, और अन्य -क्यू। सकारात्मक कवर का प्रभार एक संधारित्र शुल्क कहा जाता है।

2. यह दिखाया जा सकता है कि प्लेटों के बीच क्षमता φ 1 -φ 2 में अंतर चार्जक के मूल्य के आनुपातिक है, यानी, उदाहरण के लिए, चार्ज 2 गुना बढ़ जाता है, तो संभावित अंतर बढ़ेगा 2 बार तक।

ε एस।

φ 1φ 2।

चित्र 2 चित्र 3

इस तरह की आनुपातिकता सूत्र द्वारा व्यक्त की जा सकती है

Q \u003d c (φ 1 -φ 2),

जहां सी संधारित्र के प्रभारी और इसकी प्लेटों के बीच संभावित अंतर के बीच आनुपातिकता का गुणांक होता है। इस गुणांक को विद्युत क्षमता या केवल कंडेनसर की क्षमता कहा जाता है। क्षमता प्लेटों के ज्यामितीय आकार, उनके पारस्परिक स्थान और पर निर्भर करती है डाइलेक्ट्रिक पारगम्यता मध्यम। संभावित अंतर को वोल्टेज भी कहा जाता है जिसे दर्शाया गया है। फिर

Q \u003d cu।

3. फ्लैट संधारित्र एक दो फ्लैट प्रवाहकीय प्लेटें हैं जो एक दूसरे के समानांतर में स्थित हैं (चित्र 3)। यह दूरी प्लेटों के रैखिक आयामों की तुलना में छोटी माना जाता है। प्रत्येक प्लेट (कंडेनसर क्लैंप) का क्षेत्र बराबर है, एक प्लेट का चार्ज, और दूसरा-क्यू।

किनारों से कुछ दूरी पर, प्लेटों के बीच के क्षेत्र को सजातीय माना जा सकता है। इसलिए, φ 1 -φ 2 \u003d एड, या

यू \u003d एड।

फ्लैट संधारित्र का कंटेनर सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

C \u003d εε d 0 s,

जहां ε 0 \u003d 8.85 10-12 एफ / एम विद्युत स्थिर है, ε प्लेटों के बीच ढांकता हुआ ढांकता हुआ पारगम्यता है। इस सूत्र से, यह देखा जा सकता है कि एक बड़ी क्षमता के संधारित्र को प्राप्त करने के लिए, प्लेटों के क्षेत्र को बढ़ाने और उनके बीच की दूरी को कम करना आवश्यक है। एक बड़े ढांकता हुआ स्थिरता के साथ ढांकता हुआ प्लेटों के बीच उपस्थिति भी क्षमता में वृद्धि की ओर ले जाती है। प्लेटों के बीच एक ढांकता हुआ की भूमिका न केवल ढांकता हुआ निरंतर बढ़ती है। यह भी महत्वपूर्ण है कि अच्छे ढांकता हुआ एक उच्च विद्युत क्षेत्र का सामना कर सकता है, जिससे प्लेटों के बीच टूटना नहीं है।

सिस्टम में, कंटेनर को दूरदराज में मापा जाता है। एक फैराडे में फ्लैट संधारित्र के पास विशाल आकार होगा। प्रत्येक प्लेट का क्षेत्र 1 मिमी के बीच की दूरी पर लगभग 100 किमी 2 होगा। कैपेसिटर्स का व्यापक रूप से तकनीक में, विशेष रूप से, शुल्क के संचय के लिए उपयोग किया जाता है।

4. यदि चार्ज किए गए कंडेनसर को धातु कंडक्टर को बंद करने के लिए चढ़ाया जाता है, तो कंडक्टर उत्पन्न होगा बिजली और संधारित्र छुट्टी दे दी गई है। जब कंडक्टर में वर्तमान प्रवाह होता है, तो गर्मी की एक निश्चित मात्रा का चयन किया जाता है, जिसका अर्थ है कि चार्ज किए गए कंडेनसर में ऊर्जा होती है। यह दिखाया जा सकता है कि किसी भी चार्ज किए गए कंडेनसर की ऊर्जा (आवश्यक रूप से फ्लैट नहीं) सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

W \u003d 1 2 cu2।

उस क्यू \u003d सीयू को ध्यान में रखते हुए, ऊर्जा सूत्र को भी फिर से लिखा जा सकता है

W \u003d q 2 \u003d qu।

"इलेक्ट्रिक फील्ड चार्ज" - जब विद्युतीकरण, इलेक्ट्रॉनों कुछ निकायों से दूसरों तक जाते हैं। बिंदु सी पर दो समान शुल्कों द्वारा बनाई गई विद्युत क्षेत्र की ताकत का वेक्टर, निर्देशित ... 1) बाएं 2) नीचे 3) ऊपर 4) दाईं ओर। दूसरे कंडक्टर में, एक ही चार्ज को स्थानांतरित करते समय, विद्युत क्षेत्र 40 जे के संचालन को बनाता है। बातचीत को पुनर्वितरण अनुपस्थित है।

"विद्युत क्षेत्र की तनाव और क्षमता" - शार्क क्यों जल्दी से किसी व्यक्ति को पानी में बदल देता है? सबक के उद्देश्य: शार्क क्यों जल्दी से एक व्यक्ति का पता लगाता है जो पानी में गिर गया है? विद्युत क्षेत्र की मुख्य विशेषताओं के उपयोग के कुछ व्यावहारिक उदाहरण। बादल और भूमि के बीच की दूरी 2 किमी है। पुनरावृत्ति बादल और पृथ्वी के बीच 4 जीवी की क्षमता में एक अंतर था।

"शरीर का विद्युत प्रभार" - बचत शुल्क 1.2 का कानून। वैक्यू में विद्युत प्रभार की बातचीत। प्रश्न I कवच वितरण परीक्षा 651 - 750 - तीन !!! बचत शुल्क का कानून। नतीजतन, इलेक्ट्रोस्टैटिक बातचीत की ऊर्जा - संभावित ऊर्जा। प्रश्न और केवल एक निर्दिष्ट अवधि पर परीक्षा उत्तीर्ण करना, यानी अनुसूचित।

"फील्ड क्षमता" इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की क्षमता है। क्षमता की परिमाण चयनित शून्य स्तर के सापेक्ष माना जाता है। कंडक्टर के अंदर सभी बिंदुओं में समान क्षमता (\u003d 0) होती है। प्रत्येक इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड संभावित रूप से है। एक बंद प्रक्षेपण पर, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का संचालन 0. गुण है। कंडक्टर \u003d 0 के अंदर तनाव, जिसका अर्थ है \u003d 0 के अंदर संभावित क्षमता का अंतर।

"विद्युत क्षेत्र और इसके तनाव" - विद्युत क्षेत्र की रेखा शुरू होती है सकारात्मक प्रभार और नकारात्मक पर समाप्त होता है। दो प्लेटों के लिए तनाव की रेखा। पर काम करता है विद्युत शुल्क कुछ बल के साथ। फैराडे के विचार के अनुसार, विद्युत शुल्क एक-दूसरे पर सीधे कार्य नहीं करते हैं। "बिजली क्षेत्र। विद्युत शुल्क के प्रकार क्या हैं?

"इलेक्ट्रिक फील्ड स्ट्रेंथ" - एसआई सिस्टम में वोल्टेज के माप की एक इकाई: [यू] \u003d 1 बी 1 वोल्ट बराबर है विद्युत तनाव श्रृंखला के खंड पर, जहां चार्ज का प्रभार, 1 सीएल के बराबर, 1 जे: 1 वी \u003d 1 जे / 1 सीएल के बराबर किया जाता है। 1 9 7 9 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में प्रयोगशाला स्थितियों में उच्चतम वोल्टेज प्राप्त किया गया था। वोल्टेज वर्तमान द्वारा बनाए गए विद्युत क्षेत्र को दर्शाता है।

10 प्रस्तुतियों के विषय में कुल