चार्ज निकायों और बिंदुओं के आरोपों की बातचीत पर विचार करते समय, सवाल उठता है, बलों पर कार्य करने वाली ताकतें क्यों होती हैं, कभी-कभी बहुत लंबी दूरी पर और खालीपन (वैक्यूम) से अलग होती हैं? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, इस बातचीत को स्थानांतरित करने वाले भौतिक एजेंट के आरोपों के बीच उपस्थिति मान ली जानी चाहिए। 1830 के दशक में, एम फैराडे ने निकटतम सिद्धांत विकसित किया, जिससे अवधारणा बह गई विद्युत चुम्बकीय.

इस सिद्धांत के अनुसार, कोई भी शुल्क प्रकाश की गति के साथ अंतरिक्ष में प्रचारित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का स्रोत है। निश्चित शुल्क के मामले में, इस क्षेत्र को इलेक्ट्रोस्टैटिक कहा जाता है। इसकी मुख्य संपत्ति यह है कि इस क्षेत्र में रखी गई बल लागू है। इस प्रकार, हम मान सकते हैं कि गैर-शुल्क एक-दूसरे के साथ सीधे बातचीत करते हैं, और प्रत्येक निश्चित शुल्क अंतरिक्ष में एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बनाता है, जो दूसरे चार्ज पर कार्य करता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड को दो मानों द्वारा वर्णित किया गया है: क्षमता तथा तनाव.

तनाव बिजली क्षेत्र बिजली के क्षेत्र की शक्ति वेक्टर विशेषता है और उस शक्ति के बराबर है ट्रायलइस चार्ज की राशि से विभाजित क्षेत्र के इस बिंदु पर रखा गया एक सकारात्मक चार्ज (परीक्षण शुल्क को मापा क्षेत्र को विकृत करने के क्रम में पर्याप्त छोटा आकार होना चाहिए):

वेक्टर की दिशा सकारात्मक चार्ज पर कार्यरत बल की दिशा के साथ मेल खाती है।

ग्राफिकल इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड का उपयोग करके चित्रित किया गया है तनाव की रेखाएं (स्लेस्ट लाइन्स) - प्रत्येक बिंदु पर प्रत्येक बिंदु पर लाइन्स स्पर्शक (चित्र 1.3) की दिशा के साथ मेल खाता है। पावर लाइनों के लिए, दिशा का चयन किया जाता है, जो तनाव वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाता है, जबकि ऐसी रेखाएं कभी भी छेड़छाड़ नहीं करती हैं। कब एकरूप क्षेत्र (जब किसी भी बिंदु पर तनाव वेक्टर निरंतर मॉड्यूल और दिशा है) तनाव वेक्टर के समानांतर तीव्रता रेखा।

ग्राफिकल रूप से न केवल दिशा, बल्कि तनाव मॉड्यूल को चित्रित करने के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र, एक निश्चित के साथ बिजली लाइनों को किया जाता है थोड़ा: सतह क्षेत्र की सतह के तनाव की रेखाओं की संख्या, तीव्रता रेखाओं के लंबवत, तनाव वेक्टर के मॉड्यूलस के बराबर होना चाहिए: (चित्र 1.3)।

अंजीर। 1.3। बिजली की लाइनों इलेक्ट्रिक अमानवीय क्षेत्र

सकारात्मक और नकारात्मक बिंदु शुल्क के कौलॉम्ब क्षेत्रों की पावर लाइनें अंजीर में दिखाए जाते हैं। 1.4।

अंजीर। 1.4। प्वाइंट शुल्क की पावर लाइनें

इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड मेले के लिए अधिसूचना सिद्धांत: चार्ज सिस्टम फ़ील्ड का तनाव क्षेत्र की शक्तियों के वेक्टर योग के बराबर है जो प्रत्येक चार्ज शुल्क को अलग से बनाएंगे:

जहां - इस बिंदु पर चार्ज द्वारा बनाई गई विद्युत क्षेत्र की ताकत। सुपरपोजिशन का सिद्धांत आपको निश्चित शुल्कों के किसी भी सिस्टम के क्षेत्र की तीव्रता की गणना करने की अनुमति देता है, जो इसे बिंदु शुल्क के एक सेट के रूप में सबमिट करता है।

उदाहरण के रूप में अंजीर में खेतों की सुपरपोजिशन के सिद्धांत को लागू करना। 1.5 विद्युत क्षेत्र की पावर लाइनों के पैटर्न को दर्शाता है द्विध्रुवीय - विभिन्न संकेतों के दो समान शुल्क की प्रणाली प्र तथा - प्रकुछ दूरी पर स्थित है एल.

अंजीर। 1.5। इलेक्ट्रिक डीपोल फील्ड की पावर लाइनें

विद्युत विस्थापन। ढांकता हुआ में इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के लिए गॉस प्रमेय

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का तनाव माध्यम के गुणों पर निर्भर करता है: एक सजातीय आइसोटोपिक मध्यम क्षेत्र की ताकत में इ। ई के प्रति उल्टा आनुपातिक . तनाव ई के वेक्टर, ढांकता हुआ सीमा में घूमते हुए, एक जंप की तरह परिवर्तन से गुजरता है, जिससे इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों की गणना करते समय असुविधा पैदा होती है। इसलिए, यह तनाव वेक्टर के अलावा अभी तक क्षेत्र को चिह्नित करने के लिए आवश्यक हो गया विद्युत विस्थापन वेक्टर जो एक विद्युत आइसोट्रोपिक माध्यम के बराबर है

डी \u003d ईई 0 ई। (1)

सूत्रों का उपयोग करना ई \u003d 1 + सी तथा पी \u003d सीई 0 ई, वेक्टर विद्युत विस्थापन के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

डी \u003d ई 0 ई + पी (2)

विद्युत विस्थापन की इकाई एक वर्ग (सीएल / एम 2) में प्रति एक लटकन है।

संबंधित शुल्क मुक्त विद्युत शुल्कों की प्रणाली द्वारा बनाई गई बाहरी इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की उपस्थिति में एक ढांकता हुआ में दिखाई देते हैं, यानी, संबंधित शुल्क का एक अतिरिक्त क्षेत्र एक ढांकता हुआ है जो मुफ्त शुल्क के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र में ढांकता हुआ है। परिणामी क्षेत्र बी। ढांकता हुआ एक वेक्टर तीव्रता द्वारा वर्णित है इ, और इसलिए यह ढांकता हुआ गुणों पर निर्भर करता है। वेक्टर डी द्वारा निर्मित इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड का वर्णन करता है नि: शुल्क शुल्क। ढांकता हुआ में उत्पन्न होने वाले संबंधित शुल्क एक क्षेत्र बनाने वाले मुक्त शुल्कों का पुनर्वितरण कर सकते हैं। इसलिए, वेक्टर डी इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड को बनाया गया है नि: शुल्क शुल्क(यानी वैक्यूम में), लेकिन अंतरिक्ष में ऐसे वितरण के साथ, जो है एक ढांकता हुआ के साथ।

इसी तरह, मैदान की तरह इ, मैदान डी मदद के साथ चित्रित विद्युत विस्थापन लाइनें जिस दिशा और घनत्व को तनाव की रेखाओं के समान ही निर्धारित किया जाता है।

ई। वेक्टर लाइनें किसी भी शुल्क पर शुरू और समाप्त हो सकता है - नि: शुल्क और संबंधित, जबकि वेक्टर लाइनें डी - केवल मुफ्त शुल्क पर। क्षेत्र क्षेत्रों के माध्यम से जहां हैं संबंधित प्रभार, लाइन वेक्टर डी बाधित बिना पास।

मनमानी के लिए बंद किया हुआ भूतल एस वेक्टर स्ट्रीम डी इस सतह के माध्यम से

ढांकता हुआ में इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के लिए गॉसियन प्रमेय:

(4)

अर्थात। एक मनमाने ढंग से बंद सतह के माध्यम से ढांकता हुआ में इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के वेक्टर का प्रवाह इस सतह के भीतर कैदियों की बीजगणितीय मात्रा के बराबर है नि: शुल्क विद्युत प्रभार। इस रूप में, गॉस प्रमेय सजातीय और आइसोट्रोपिक और गैर-वर्दी और अनिसोट्रॉपिक मीडिया दोनों के लिए इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के लिए मान्य है।

हम ढांकता हुआ में इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के लिए गॉसियन प्रमेय के अंतर रूप को वापस ले लेंगे। लागू (4) छोटे सतह डीएस के लिए, जो छोटे वॉल्यूम डीवी को सीमित करता है और डीक्यू चार्ज होता है। हम DV पर दोनों भागों को विभाजित करते हैं और सीमा पर जाते हैं जब DV की शून्य की इच्छा होती है:

(5)

अभिव्यक्ति के बाईं ओर स्थित सीमा (5) नामित मान को निर्धारित करती है क्षेत्रीय विचलन। फिर अभिव्यक्ति (5) दर्ज की जा सकती है

div d \u003d s,(6)

जहां मुफ्त चार्ज की थोक घनत्व है।

गॉस प्रमेय का व्यावहारिक पहलू यह है कि इसकी मदद से, सममित विद्युत क्षेत्रों की गणना असामान्य मीडिया में की जाती है।

विद्युत क्षमता अकेला

एक्सप्लोरर

विचार करें निर्बाध कंडक्टर यानी कंडक्टर जिसे अन्य कंडक्टर, निकायों और आरोपों से हटा दिया जाता है। इसकी क्षमता कंडक्टर के प्रभारी के लिए सीधे आनुपातिक है। विभिन्न कंडक्टर, एक ही चार्ज होने के नाते, विभिन्न क्षमताएं लेते हैं, ताकि आप एक निर्बाध कंडक्टर रिकॉर्ड कर सकें

आनुपातिक गुणांक सेबुला हुआ कंडक्टर की विद्युत क्षमता।(1) से यह इस प्रकार है

निर्बाध कंडक्टर की क्षमता चार्ज द्वारा निर्धारित की जाती है, जिस संदेश पर कंडक्टर प्रति इकाई अपनी क्षमता को बदलता है। कंडक्टर क्षमता इसके आकार और आकार पर निर्भर करती है, लेकिन सामग्री पर निर्भर नहीं है, समग्र अवस्था, कंडक्टर के अंदर गुहाओं के रूप और आकार। यह इस तथ्य के कारण है कि कंडक्टर की बाहरी सतह पर अतिरिक्त शुल्क वितरित किए जाते हैं। क्षमता कंडक्टर के प्रभारी या इसकी क्षमता पर भी निर्भर नहीं है।

विद्युत इकाई - बिजली की एक विशेष नाप(एफ): 1 एफ। - इस तरह के एकांत कंडक्टर की क्षमता जिसका संभावित 1 वी में 1 वी में परिवर्तन होता है जब 1 कोशिकाओं में शुल्क की सूचना दी जाती है।

एकांत त्रिज्या गेंद की क्षमता आर, एक सजातीय माध्यम में ढांकता हुआ निरंतर ई के साथ, बराबर

(3)

(3) से यह इस प्रकार है कि क्षमता में 1 एफ। Vacuo में एक अलग गेंद होगी और एक त्रिज्या है आर \u003d 9 × 10 6 किमीमें क्या 1400 पृथ्वी के त्रिज्या की तुलना में एक बार (पृथ्वी की विद्युत क्षमता सी \u003d 0,7 एमएफ)। चूंकि दूरद एक बहुत बड़ा मूल्य है, फिर अभ्यास डॉली यूनिट्स - मिलिनाराद (एमएफ), माइक्रोफ्राड (आईएफएफ), नैनोफाराद (एनएफ), पिकोफाद्राड (पीएफ) का उपयोग करते हैं। सूत्र से (3 यह विद्युत स्थिर ई 0 फारद प्रति मीटर (एफ / एम) की इकाई का अनुसरण करता है।

संचालक

संघनित्रछोटे आकारों और छोटे अपेक्षाकृत आस-पास की क्षमता के साथ उपकरणों को महत्वपूर्ण शुल्क जमा करने की क्षमता के साथ कहा जाता है, यानी, एक बड़ी क्षमता है।

यदि आप चार्ज किए गए कंडक्टर को अन्य निकायों को लाते हैं, तो वे प्रेरित होते हैं (कंडक्टर पर) या संबंधित (ढांकता हुआ) शुल्क, और अग्रणी चार्ज के करीब निकटतम शुल्क होता है प्र विपरीत संकेत के आरोप होंगे। ये शुल्क चार्ज क्यू, यानी द्वारा बनाए गए क्षेत्र को कमजोर करते हैं, जो कंडक्टर की क्षमता को कम करते हैं, जिससे इसकी विद्युत क्षमता में वृद्धि होती है।

संधारित्र में ढांकता हुआ द्वारा अलग दो कंडक्टर (प्लेटें) होते हैं। संधारित्र की क्षमता कम है, आसपास के निकायों के प्रभाव होने के लिए, कंडक्टर इस तरह के एक फॉर्म देते हैं ताकि सटीक शुल्कों द्वारा बनाई गई फ़ील्ड कंडेनसर प्लेटों के बीच एक संकीर्ण अंतर में केंद्रित हो। यह स्थिति संतोषजनक है: दो फ्लैट प्लेटें; दो समाक्षीय सिलेंडरों; दो सांद्रिक गोलाकार। इसलिए, प्लेटों के रूप के आधार पर, कैपेसिटर्स को विभाजित किया जाता है फ्लैट, बेलनाकार और गोलाकार।

चूंकि क्षेत्र संधारित्र के अंदर केंद्रित है, इसलिए तनाव रेखाएं एक दीपक पर शुरू होती हैं और दूसरे पर समाप्त होती हैं, इसलिए विभिन्न प्लेटों से उत्पन्न होने वाले मुफ्त शुल्क बहु-आयामी आरोपों के साथ मॉड्यूल के बराबर होते हैं। क्षमता कंडेनसर बुला हुआ भौतिक मात्राकंडेनसर में संचित चार्ज के अनुपात के बराबर, इसकी प्लेटों के बीच संभावित अंतर के लिए:

(1)

यदि संधारित्र प्लेटों के बीच की दूरी उनके रैखिक आयामों की तुलना में पर्याप्त नहीं है, तो किनारे के प्रभावों को उपेक्षित किया जा सकता है और प्लेटों के बीच का क्षेत्र सजातीय माना जाता है। यदि प्लेटों के बीच एक ढांकता हुआ है, तो उनके बीच संभावित अंतर बराबर है

(2)

कहा पे ε - ढांकता हुआ स्थिर।

एक फ्लैट कंडेनसर की क्षमता:

बेलनाकार संधारित्र क्षमता:

,

जहां एल संधारित्र की लंबाई है, आर 1, आर 2 आंतरिक और बाहरी प्लेटों की त्रिज्या है।

एक गोलाकार कंडेनसर की क्षमता:

Condenters की विशेषता है पंच वोल्टेज- संधारित्र प्लेटों के बीच संभावित अंतर जिसमें होता है टूट - फूट- कंडेनसर में एक ढांकता हुआ परत के माध्यम से बिजली का निर्वहन। पंचिंग वोल्टेज प्लेटों, ढांकता हुआ और इसकी मोटाई के गुणों के रूप में निर्भर करता है।

टैंक को बढ़ाने और अपने संभावित मूल्यों को अलग करने के लिए, कैपेसिटर बैटरी में जुड़े हुए हैं, जबकि उनके समानांतर और सीरियल कनेक्शन का उपयोग किया जाता है।

मैं। समांतर कंडेनसर कनेक्शन

समानांतर कंडेनसर में, कैपेसिटर्स की प्लेटों पर संभावित अंतर एक समान और जे-जे वी के बराबर होता है। यदि व्यक्तिगत कैपेसिटर्स सी 1, सी 2, ...., सीएन की क्षमता, तो उनके शुल्क बराबर हैं

………………………

,

और बैटरी कैपेसिटर का प्रभार

बैटरी की कुल क्षमता व्यक्तिगत capacitors के कंटेनरों के योग के बराबर है

स्वीकार्य वोल्टेज छोटे संधारित्र के अनुमेय वोल्टेज द्वारा निर्धारित किया जाता है।

2. कैपेसिटर्स का सीरियल कनेक्शन।

अनुक्रमिक रूप से जुड़े कैपेसिटर्स में, सभी प्लेटों के आरोप मॉड्यूल के बराबर होते हैं, और बैटरी के क्लिप पर संभावित अंतर

जहां किसी भी कैपेसिटर्स विचाराधीन है

दूसरी ओर,

यानी, कैपेसिटर्स के अनुक्रमिक कनेक्शन के साथ, मान, उलटा कंटेनर का सारांश दिया जाता है। इस प्रकार, कैपेसिटर्स के लगातार कनेक्शन के साथ, परिणामी कंटेनर सेबैटरी द्वारा उपयोग किए जाने वाले हमेशा कम छोटे कंटेनर।

इलेक्ट्रिक डिप्लोल्स

विपरीत संकेत के दो समान शुल्क, + प्रतथा- क्यू,एक दूसरे के रूप से एल की दूरी पर स्थित है इलेक्ट्रिक डीपोल।मूल्य क्यूएलबुला हुआ द्विध्रुव आघूर्णऔर प्रतीक को दर्शाता है आरकई अणुओं में एक डीपोल पल होता है, उदाहरण के लिए, सह गोता (एटम सी का एक छोटा सकारात्मक चार्ज होता है, और लगभग एक छोटे से ऋणात्मक शुल्क के बारे में); इस तथ्य के बावजूद कि अणु आम तौर पर तटस्थ होता है, दोनों परमाणुओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के असमान वितरण के कारण शुल्कों का अलगाव होता है। (सममित डायटोमिक अणु, जैसे कि 2, डीपोल पल नहीं है।)

पल के साथ शुरुआत में डीपोल पर विचार करें ρ \u003d ql,सजातीय में रखा गया बिजली क्षेत्र तनाव ε। डीपोल पल को एक पूर्ण मूल्य के बराबर वेक्टर पी के रूप में दर्शाया जा सकता है। क्यूएलऔर नकारात्मक शुल्क से सकारात्मक तक निर्देशित। यदि क्षेत्र एक समान है, तो सकारात्मक चार्ज पर काम करने वाली ताकतें, त्वरित अनुमानोंऔर नकारात्मक - त्वरित अनुमानोंडीपोल पर अभिनय के परिणामस्वरूप बल न बनाएं। हालाँकि वे उभरने का नेतृत्व करते हैं टॉर्कःजिसका मूल्य द्विध्रुवीय के बीच के सापेक्ष है के बारे मेंबराबरी का

या वेक्टर में

नतीजतन, डीपोल को चालू करना चाहता है ताकि वेक्टर पी ई के समानांतर था डब्ल्यू,डीपोल के ऊपर प्रदर्शन किया गया विद्युत क्षेत्र, जब कोण θ q 1 से क्यू 2 तक भिन्न होता है, अभिव्यक्ति द्वारा दिया जाता है

विद्युत क्षेत्र द्वारा किए गए ऑपरेशन के परिणामस्वरूप, घट जाती है संभावित ऊर्जा यूडीपोल; अगर रखी यू\u003d 0, जब p ^ ε (θ \u003d 90 0), तो

U \u003d -w \u003d - pecosθ \u003d - पी · ε।

यदि विद्युत क्षेत्र अविश्वास सेडीपोल के सकारात्मक और नकारात्मक आरोपों पर कार्य करने वाली ताकतों को आकार में असमान हो सकता है, और फिर परिणामी बल टोक़ को छोड़कर डीपोल को जारी रहेगा।

इसलिए, हम देखते हैं कि बाहरी विद्युत क्षेत्र में एक इलेक्ट्रिक डीपोल के साथ क्या होता है। आइए अब मामले के दूसरी तरफ मुड़ें।

अंजीर। एक इलेक्ट्रिक डीपोल द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र।

मान लीजिए कि कोई बाहरी क्षेत्र नहीं है, और द्वारा बनाए गए विद्युत क्षेत्र को निर्धारित करें खुद को दीपलेम(अन्य शुल्कों पर अभिनय करने में सक्षम)। सादगी के लिए, एक बिंदु की तरह, द्विध्रुवीय के बीच में लंबवत पर स्थित बिंदुओं को सीमित करें Ρ अंजीर में। ???, डीपोल के बीच की दूरी पर स्थित है। (ध्यान दें कि आरएनए अंजीर। ??? प्रत्येक शुल्क से दूरी नहीं है आर,जो बराबर है (आर 2 +/ 2/4) 1/2)। में बढ़ी हुई इलेक्ट्रिक फ़ील्ड: प्वाइंट Ρ बराबरी का

Ε = Ε + + Ε - ,

जहां ई + और ई क्रमशः सकारात्मक द्वारा बनाई गई क्षेत्र की ताकत है और नकारात्मक प्रभारपूर्ण मूल्य से एक दूसरे के बराबर:

बिंदु पर उनके वाई घटक Ρ पारस्परिक रूप से नष्ट हो गया, और पूर्ण परिमाण से, विद्युत क्षेत्र का तनाव बराबर है

,

[द्विध्रुव के बीच के लंबवत के साथ]।

डिप्लोल से प्रस्थान किया (आर »/) यह अभिव्यक्ति सरल है:

[आरपोल के बीच में लंबवत, आर \u003e\u003e एल] के साथ।

यह देखा जा सकता है कि द्विध्रुव के बिजली के क्षेत्र का तनाव कम से कम दूरी के साथ घटता है बिंदु प्रभार (1 / आर 2 के बजाय 1 / आर 3 के रूप में)। इसकी उम्मीद की जानी चाहिए: बड़ी दूरी पर, विरोध करने वाले संकेतों के दो आरोप एक-दूसरे के बहुत करीब लगते हैं, वे एक दूसरे को बेअसर करते हैं। फॉर्म 1 / आर 3 की निर्भरता उन बिंदुओं के लिए भी मान्य है जो डिप्लोले के बीच में लंबवत पर झूठ नहीं बोल रही हैं।

वोल्टेज

यदि केवल इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकतें मौजूदा वाहक पर सर्किट में काम कर रही हैं, तो वाहक को उच्च क्षमता वाले बिंदुओं से उच्च क्षमता वाले बिंदुओं से स्थानांतरित किया जाता है। इससे श्रृंखला के सभी बिंदुओं और विद्युत प्रवाह के गायब होने पर क्षमताओं के बराबर हो जाएगा। इसलिए, अस्तित्व के लिए एकदिश धारा यह आवश्यक है कि श्रृंखला में, भूखंडों के साथ, जिस पर सकारात्मक शुल्क संभावित रूप से कमी की ओर बढ़ते हैं, वहां किस हस्तांतरण पर अनुभाग होना चाहिए सकारात्मक प्रभार यह क्षमता को बढ़ाने की दिशा में होता है, यानी। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की शक्ति के खिलाफ। सकारात्मक आरोपों को कम क्षमता से अधिक, और नकारात्मक बनाने के लिए - एक बड़े से एक छोटे से, गैर-विद्युत प्रकृति की शक्ति आवश्यक है। इसलिए, गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों के काम के कारण संभावित अंतर बनाने और बनाए रखने में सक्षम डिवाइस की श्रृंखला में यह आवश्यक है। ऐसे उपकरणों को बुलाया जाता है वर्तमान के स्रोत।ताकतों neophostrostatic उत्पत्ति, वर्तमान के स्रोतों से आरोपों पर अभिनय कहा जाता है तृतीय पक्ष।

तीसरे पक्ष की ताकत की प्रकृति अलग हो सकती है। उदाहरण के लिए, गैल्वेनिक तत्वों में, वे ऊर्जा के कारण उत्पन्न होते हैं रसायनिक प्रतिक्रिया इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट्स के बीच; जनरेटर में, जनरेटर रोटर, आदि के घूर्णन की यांत्रिक ऊर्जा के कारण, वर्तमान स्रोत की भूमिका विद्युत श्रृंखला, पंप की भूमिका के समान, जो Vhytraulic प्रणाली द्वारा तरल पदार्थ को पंप करने के लिए आवश्यक है।

तीसरे पक्ष की ताकतों के क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, विद्युत शुल्क इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की शक्ति के खिलाफ वर्तमान स्रोत के भीतर आगे बढ़ रहे हैं, जिसके कारण श्रृंखला के अंत में संभावित अंतर बनाए रखा जाता है और सर्किट निरंतर विद्युत प्रवाह बहता है ।

तीसरे पक्ष के बल आगे बढ़ने पर काम करते हैं विद्युत प्रभार। सकारात्मक इकाई शुल्क को स्थानांतरित करते समय तीसरे पक्ष के बलों द्वारा किए गए कार्य द्वारा निर्धारित भौतिक मूल्य कहा जाता है विद्युत-शक्ति (ई.एस.एस..) इ।श्रृंखला में परिचालन:

यह कार्य वर्तमान स्रोत में बिताए गए ऊर्जा के कारण किया जाता है, इसलिए राशि इ।आप श्रृंखला में शामिल वर्तमान स्रोत की इलेक्ट्रोमोटिव पावर भी कॉल कर सकते हैं। एड, साथ ही संभावित, वोल्टा में व्यक्त किया गया है।

साइड फोर्स एफ एसटी एसटीएस चार्ज पर अभिनय क्यू 0 , के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

,

तीसरे पक्ष की ताकत के क्षेत्र का तनाव कहां है। चार्ज के आंदोलन के लिए तीसरे पक्ष के आरोप का कार्य क्यू 0श्रृंखला के एक बंद खंड पर बराबर है

. (2)

इस अभिव्यक्ति को q 0 पर विभाजित करना , हमें ईडी के लिए अभिव्यक्ति मिलती है, श्रृंखला में अभिनय:

,

यानी ई.एस., एक बंद श्रृंखला में अभिनय, तीसरे पक्ष की ताकत के तीव्रता वेक्टर के संचलन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। एड, साइट पर अभिनय 1 - 2, बराबरी का

(3)

चार्ज क्यू 0 पर, तीसरे पक्ष की ताकतों के अलावा, इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड एफ ई \u003d क्यू 0 ई की ताकत भी मान्य हैं। इस प्रकार, परिणामी बल चार्ज करने के लिए श्रृंखला में अभिनय कर रहा है q 0 के बराबर है

धारा 1-2 में चार्ज क्यू 0 के ऊपर परिणामी बल द्वारा किया गया कार्य बराबर है

अभिव्यक्तियों का उपयोग (3) और ,

हम लिख सकते हैं

. (4)

एक बंद श्रृंखला के लिए (जे 1 \u003d जे 2) इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों का संचालन शून्य है, इसलिए

.

वोल्टेज यू धारा 1-2 में, श्रृंखला के इस खंड पर सकारात्मक इकाई शुल्क ले जाने पर इलेक्ट्रोस्टैटिक (कूलॉम्ब) और तृतीय-पक्ष बलों के कुल क्षेत्र द्वारा किए गए कार्य द्वारा निर्धारित भौतिक मूल्य।

.

यदि E.D.S. चयनित दिशा में (दिशा ए-बी) में सकारात्मक आरोपों के आंदोलन में योगदान देता है, फिर ई 12\u003e 0 (चित्र 1)। यदि E.D.S. इस दिशा में सकारात्मक आरोपों के आंदोलन को रोकता है, फिर ई 12<0 (рис.2).

एक श्रृंखला की साजिश, जिस पर तीसरे पक्ष की शक्ति को नहीं कहा जाता है, को सजातीय कहा जाता है। श्रृंखला के एक सजातीय खंड के लिए

वोल्टेज की अवधारणा संभावित अंतर की अवधारणा का एक सामान्यीकरण है: सर्किट खंड के सिरों पर वोल्टेज संभावित रूप से अंतर के बराबर है यदि कोई ईएम नहीं है।, यानी, तीसरे पक्ष की सेना नहीं हैं।

एक चुंबकीय क्षेत्र

अंजीर। 2।

चुंबकीय क्षेत्र की दिशा के लिए, बल की दिशा के साथ मेल खाता एक दिशा भी ली जा सकती है, जो इस बिंदु पर रखे चुंबकीय तीर के उत्तरी ध्रुव पर कार्य करती है। चूंकि चुंबकीय तीरों के दोनों ध्रुव मैदान के करीबी बिंदुओं में स्थित हैं, इसलिए दोनों ध्रुवों पर कार्यरत बलों एक दूसरे के बराबर हैं। नतीजतन, बलों की एक जोड़ी इसे चुंबकीय तीर पर बदलती है ताकि उत्तर के साथ दक्षिण ध्रुव को जोड़ने वाले तीर की धुरी मैदान की दिशा के साथ हुई थी।

एक वर्तमान के साथ एक फ्रेम का उपयोग चुंबकीय शून्य के मात्रात्मक विवरण के लिए भी किया जा सकता है। चूंकि वर्तमान के साथ फ्रेम फ़ील्ड उन्मुख प्रभाव का अनुभव कर रहा है, इसलिए बलों की एक जोड़ी चुंबकीय क्षेत्र में कार्य करती है। टोक़ इस बिंदु पर दोनों फ़ील्ड गुणों पर निर्भर करता है और फ्रेम गुण:

एम \u003d [पी एम वी], (1)

कहा पे में - वेक्टर चुंबकीय प्रेरण,जो चुंबकीय पॉली की मात्रात्मक विशेषता है, पी एम - वेक्टर चुंबकीय पल फ्रेमवर्तमान के साथ। वर्तमान I के साथ फ्लैट सर्किट के लिए

जहां एस समोच्च (फ्रेम) का सतह क्षेत्र है, एन फ्रेम की सतह के लिए सामान्य का एक वेक्टर है। दिशा पी एम। संयोग, इस प्रकार, सकारात्मक सामान्य की दिशा के साथ।

यदि चुंबकीय क्षेत्र के इस बिंदु पर, विभिन्न चुंबकीय क्षणों के साथ एक फ्रेम रखकर, वे अलग-अलग टोक़ के क्षणों का कार्य करते हैं, हालांकि, सभी सर्किट के लिए अनुपात (एम अधिकतम अधिकतम टोक़) समान होता है और इसलिए एक चुंबकीय की विशेषता हो सकती है पॉली, जिसे चुंबकीय प्रेरण कहा जाता है:

चुंबकीय प्रेरणइस समय uNIFORMचुंबकीय क्षेत्र फ्रेम पर एक चुंबकीय क्षण के बराबर अधिकतम टोक़ द्वारा निर्धारित किया जाता है, जब फ्रेम के लिए सामान्य फ़ील्ड दिशा के लिए लंबवत होता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वेक्टर में इसे एम्पर कानून और अभिव्यक्ति से लोरेंटज़ की शक्ति के लिए भी लिया जा सकता है।

चूंकि चुंबकीय क्षेत्र है सिलोव, फिर, बिजली के साथ समानता से, का उपयोग करके चित्रित किया गया है चुंबकीय प्रेरण लाइनें। चुंबकीय प्रेरण लाइनें - प्रत्येक बिंदु पर प्रत्येक बिंदु पर टेंगेंट्स वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाता है में। उनकी दिशा निर्धारित है सही पेंच का नियम : पेंच सिर चुंबकीय प्रेरण लाइनों की दिशा में वर्तमान घुमाव की दिशा में खराब हो गया।

चुंबकीय प्रेरण लाइनों को लौह भूरे रंग के साथ "दिखाया जा सकता है, अध्ययन के तहत मैदान में चुंबकीय और छोटे चुंबकीय निशानेबाजों की तरह अग्रणी।

अंजीर। 3।

चुंबकीय प्रेरण लाइनें हमेशा बंद किया हुआऔर वर्तमान के साथ कंडक्टर शामिल हैं। वे इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की तनाव रेखाओं से भिन्न हैं जो हैं खुला हुआ(सकारात्मक आरोपों पर शुरू करें और नकारात्मक पर समाप्त करें)।

अंजीर में। 3 पट्टी चुंबक की चुंबकीय प्रेरण लाइनों को दिखाता है; वे उत्तरी ध्रुव से बाहर आते हैं और दक्षिण में जाते हैं। प्रारंभ में, ऐसा लगता था कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत की रेखाओं के साथ एक पूर्ण समानता थी, और चुंबक के ध्रुव भूमिका निभाते हैं, चुंबकीय "शुल्क" (चुंबकीय मोनोपोल्स)। प्रयोगों से पता चला है कि, भागों में चुंबक काटने के बाद, इसके ध्रुवों को विभाजित नहीं किया जा सकता है, यानी, विद्युत शुल्कों के विपरीत, नि: शुल्क चुंबकीय "शुल्क" मौजूद नहीं है, इसलिए, चुंबकीय प्रेरण लाइनें ध्रुवों में नहीं टूट सकती हैं। भविष्य में, यह पाया गया कि स्ट्रिप मैग्नेट के अंदर एक चुंबकीय क्षेत्र है, जो सोलोनॉयड के अंदर एक समान क्षेत्र है, और इस चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय प्रेरण रेखा चुंबक के बाहर चुंबकीय प्रेरण रेखाओं की निरंतरता है। इस प्रकार, स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय प्रेरण रेखा भी बंद कर दी जाती है।

अब तक, हमने कंडक्टर में मैक्रोस्कोपिक धाराओं को वर्तमान माना है। हालांकि, फ्रांसीसी भौतिकी ए एम्पीयर (1775-1836) की धारणा के अनुसार, किसी भी शरीर में परमाणुओं और अणुओं में इलेक्ट्रॉनों के आंदोलन के कारण सूक्ष्म धाराएं होती हैं। ये सूक्ष्म आणविक धाराएं अपने चुंबकीय क्षेत्र को बनाते हैं और मैक्रोवर के चुंबकीय क्षेत्रों में घुमाए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आपके पास कुछ शरीर के पास वर्तमान (मैक्रोटोक) के साथ एक मौजूदा कंडक्टर है, तो अपने चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, सभी परमाणुओं में माइक्रोकल्स निश्चित रूप से उन्मुख हैं, शरीर में एक अतिरिक्त चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं। विशेषताओं में वेक्टर चुंबकीय प्रेरण परिणामसभी द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र स्थूलतथा माइक्रोकोलयानी एक ही वर्तमान और अन्य समान स्थितियों में में में वैध वातावरण होगा भिन्न हो मान।

एक चुंबकीय क्षेत्र makrotokov एक सजातीय आइसोटोपिक माध्यम के लिए एन तीव्रता वेक्टर द्वारा वर्णित, चुंबकीय प्रेरण वेक्टर निम्नलिखित अनुपात से तनाव के वेक्टर से जुड़ा हुआ है:

(3)

जहां एम 0 चुंबकीय स्थिर है, एम - आयाम रहित मूल्य माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता है, जो दिखाता है कि Maktorokov के चुंबकीय क्षेत्र कितनी बार एचमाध्यम के microtoks के क्षेत्र की कीमत पर वृद्धि हुई। इलेक्ट्रोस्टैटिक की वेक्टर विशेषताओं की तुलना ( इ। तथा डी) और चुंबकीय ( में तथा एन) फ़ील्ड, हम इंगित करते हैं कि इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड वेक्टर का एनालॉग इ।चुंबकीय प्रेरण वेक्टर है मेंवैक्टर के बाद से इ।तथा मेंइन क्षेत्रों के बिजली कार्यों को निर्धारित करें और माध्यम के गुणों पर निर्भर करें। एक विद्युत विस्थापन वेक्टर का एनालॉग डी तनाव का वेक्टर है एन चुंबकीय क्षेत्र।

एक चुंबकीय क्षेत्र

चलती चार्ज

एक प्रवाह के साथ प्रत्येक कंडक्टर आसपास के अंतरिक्ष में एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। विद्युत प्रवाह विद्युत शुल्कों का एक आदेशित आंदोलन है। इसलिए, यह कहा जा सकता है कि वैक्यूम या वातावरण में चलने वाला कोई भी एकल अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। अनुभवी आंकड़ों के सामान्यीकरण के परिणामस्वरूप, एक कानून स्थापित किया गया था जो एक बिंदु प्रभार में क्षेत्र को निर्धारित करता है क्यू,स्वतंत्र रूप से नॉनलैटिविस्टिक स्पीड वी। मुक्त यातायात के तहतयह लगातार गति से उनके आंदोलन से समझा जाता है। यह कानून सूत्र द्वारा व्यक्त किया गया है

(1)

जहां आर एक त्रिज्या-वेक्टर खर्च किया जाता है प्रअवलोकन बिंदु के लिए। अभिव्यक्ति के अनुसार (1), वेक्टर में उस विमान के लिए लंबवत निर्देशित किया गया जिसमें वैक्टर स्थित हैं वी तथा आर, अर्थात्: उसकी दिशा राइट स्क्रू के पारगमन आंदोलन की दिशा के साथ मेल खाती है जब यह घूमती है वी सेवा मेरे आर। चुंबकीय प्रेरण मॉड्यूल (1) की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

(2)

जहां एक वैक्टर के बीच कोण है वी तथा आर.

की तुलना और (1), हम देखते हैं कि इसके चुंबकीय गुणों पर एक चलती चार्ज वर्तमान के तत्व के बराबर है:

नियमितता (1) और (2) केवल कम गति पर मान्य हैं (v)<<с) движущихся зарядов, когда электрическое поле свободно движу­щегося заряда можно считать электроста­тическим, т. е. создаваемым неподвижным зарядом, находящимся в той точке, где в данный момент времени находится дви­жущийся заряд.

अंजीर। एक

अगर गति वी चार्ज कण को \u200b\u200bएक कोण पर निर्देशित किया जाता है सेवा मेरेवेक्टर में (चित्र 1), फिर इसके आंदोलन को दो आंदोलनों के रूप में दर्शाया जा सकता है: 1) गति से क्षेत्र के साथ समान रेक्टिलिनर आंदोलन; 2) क्षेत्र में लंबवत विमान में एक वेग दर के साथ एक समान आंदोलन। सर्कल का त्रिज्या सूत्र (1) द्वारा निर्धारित किया जाता है . दोनों आंदोलनों के अतिरिक्त के परिणामस्वरूप, हेलिक्स पर एक आंदोलन होता है, जिसमें से धुरी चुंबकीय क्षेत्र (चित्र 1) के समानांतर है। पेंच पिच

अंतिम अभिव्यक्ति (2) में प्रतिस्थापित करना, हमें मिलता है

.

जिस दिशा में सर्पिल कताई है वह कण चार्ज संकेत पर निर्भर करता है।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन

फैराडे कानून

अपने कई प्रयोगों के परिणामों को सारांशित करते हुए, फैराडे विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के मात्रात्मक कानून में आए। जब भी सर्किट सर्किट के साथ चुंबकीय प्रेरण प्रवाह में बदलाव होता है, तो सर्किट में एक प्रेरण प्रवाह होता है; प्रेरण वर्तमान की घटना इलेक्ट्रोमोटिव बल के सर्किट में उपस्थिति को इंगित करती है, जिसे बुलाया जाता है विद्युत-शक्ति इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन। प्रेरण वर्तमान का मूल्य, और इसके परिणामस्वरूप, ई। डी.एस. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण केवल चुंबकीय प्रवाह, यानी परिवर्तन की दर से निर्धारित किया जाता है।

ई i ~ df / dt

चुंबकीय प्रवाह संकेत समोच्च के लिए सकारात्मक सामान्य की पसंद पर निर्भर करता है। सामान्य की सकारात्मक दिशा सही पेंच के वर्तमान नियम से जुड़ी हुई है। नतीजतन, सामान्य की एक निश्चित सकारात्मक दिशा का चयन, हम दोनों चुंबकीय प्रेरण प्रवाह चिह्न और वर्तमान और ई की दिशा दोनों को परिभाषित करते हैं। घ। एस। सर्किट में। फैराडे विद्युत चुम्बकीय प्रेरण अधिनियम: ई.एस.एस. सर्किट में प्रेरण समोच्च द्वारा सीमित सतह के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह के परिवर्तन की दर के बराबर है।

माइनस साइन दिखाता है कि प्रवाह में वृद्धि ( > 0) कारण बनता है घ। एस। ई I< 0 , वे। प्रेरण वर्तमान क्षेत्र प्रवाह की ओर निर्देशित है; प्रवाह में कमी ( < 0) कारण E.D.S. ई I \u003e 0, यानी प्रवाह दिशा और प्रेरित वर्तमान फ़ील्ड मेल खाता है।

सूत्र में माइनस साइन इन (1) लेनज़ा नियम की गणितीय अभिव्यक्ति है - प्रेरण वर्तमान की दिशा को खोजने के लिए सामान्य नियम।

लेन्ज़ा नियम: सर्किट में वर्तमान में वर्तमान में ऐसी दिशा होती है कि उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन को रोकता है जो इस प्रेरण प्रवाह का कारण बनता है।

ई.एस.एस. विद्युत चुम्बकीय प्रेरण वोल्ट में व्यक्त किया जाता है।

प्रकृति ई क्या है। घ। एस। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन? यदि कंडक्टर निरंतर चुंबकीय क्षेत्र में चलता है, तो कंडक्टर के साथ चलने वाले कंडक्टर के अंदर आरोपों पर कार्य करने वाले लोरेंटेज फोर्स को वर्तमान के विपरीत निर्देशित किया जाएगा, यानी कंडक्टर (दिशा के लिए) में विपरीत दिशा का एक प्रेरण प्रवाह बनाएगा (दिशा के लिए) विद्युत प्रवाह सकारात्मक आरोपों का आंदोलन लिया जाता है)। इस प्रकार, ई का उत्साह। घ। एस। प्रेरण जब एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र में समोच्च आंदोलन को कंडक्टर चलता है तो उत्पन्न होने वाली लोर्नेज़ बल की क्रिया द्वारा समझाया जाता है।

फैराडे कानून के अनुसार, ईडीएस का उद्भव एक परिवर्तनीय चुंबकीय क्षेत्र में स्थित एक निश्चित सर्किट के मामले में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण भी संभव है। हालांकि, निश्चित शुल्क पर लोरेंटज़ की शक्ति काम नहीं करती है, इसलिए इस मामले में इसे ईआर के उद्भव से समझाया नहीं जा सकता है। घ। एस। प्रेरण। एर समझाने के लिए मैक्सवेल डी.एस. निश्चित कंडक्टरों में बहिष्कार ने सुझाव दिया कि कोई चर चुंबकीय क्षेत्र आसपास के अंतरिक्ष में विद्युत क्षेत्र को उत्तेजित करता है, जो कंडक्टर में प्रेरण प्रवाह का कारण है। किसी भी निश्चित समोच्च पर इस क्षेत्र के वेक्टर का परिसंचरण एल कंडक्टर ई है। घ। एस। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन:

इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र। इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड तनाव

यदि बिजली के चार्ज के आसपास की जगह में, एक और चार्ज करें, तो कौलॉम्ब बल इस पर कार्य करेगा; तो, बिजली के आरोपों के आसपास अंतरिक्ष में, मौजूद है बल क्षेत्र। आधुनिक भौतिकी के विचारों के मुताबिक, क्षेत्र वास्तव में मौजूद है और पदार्थ के साथ-साथ पदार्थ के अस्तित्व के रूपों में से एक है, जिसके माध्यम से पदार्थों के हिस्से में मैक्रोस्कोपिक निकायों या कणों के बीच कुछ बातचीत की जाती है। इस मामले में, वे इलेक्ट्रिक फील्ड कहते हैं - वह क्षेत्र जिसके द्वारा विद्युत शुल्क बातचीत करता है। हम उन विद्युत क्षेत्रों पर विचार करेंगे जो निश्चित विद्युत शुल्क द्वारा बनाए जाते हैं और इलेक्ट्रोस्टैटिक कहा जाता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड का उपयोग करने और अनुभव करने के लिए परीक्षण बिंदु सकारात्मक प्रभार - ऐसा शुल्क जो अध्ययन के तहत क्षेत्र को विकृत नहीं करता है (क्षेत्र बनाने वाले शुल्कों के पुनर्वितरण का कारण नहीं है)। यदि चार्ज क्यू द्वारा बनाए गए क्षेत्र में, परीक्षण शुल्क q 0 डालें , फिर यह बिजली एफ पर कार्य करता है कि क्षेत्र के विभिन्न बिंदुओं में अलग है, जो कौलॉन के कानून के अनुसार, परीक्षण शुल्क क्यू 0 के आनुपातिक है . इसलिए, अनुपात एफ / क्यू 0 क्यू 0 पर निर्भर नहीं करता है और उस बिंदु पर इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड को दर्शाता है जहां परीक्षण शुल्क स्थित है। इस मान को कहा जाता है तनाव और है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की शक्ति विशेषता।

इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड तनाव इस बिंदु पर, यह एक भौतिक मूल्य है जो इस क्षेत्र में एक परीक्षण एकल सकारात्मक चार्ज पर कार्यरत बल द्वारा निर्धारित एक भौतिक मूल्य है:

जैसा कि सूत्रों (1.2.1) और (1.1.1) से निम्नानुसार है, इस क्षेत्र की अवधि में आर की दूरी पर वैक्यूम में एक बिंदु चार्ज क्यू द्वारा बनाई गई फ़ील्ड की ताकत

वेक्टर फॉर्म में, अभिव्यक्ति (1.2.2) की उपस्थिति है

तनाव वेक्टर की दिशा सकारात्मक चार्ज पर कार्यरत बल की दिशा के साथ मेल खाती है। यदि क्षेत्र सकारात्मक चार्ज द्वारा बनाया गया है, तो तनाव वेक्टर को स्थिर-वेक्टर के साथ चार्ज से बाहरी स्थान (परीक्षण सकारात्मक चार्ज का प्रतिकृति) के साथ निर्देशित किया जाता है; यदि क्षेत्र नकारात्मक चार्ज द्वारा बनाया गया है, तो तनाव वेक्टर को चार्ज (चित्र 1.2.1) के लिए निर्देशित किया जाता है।

सूत्र (1.2.1) से यह निम्नानुसार है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के तनाव की इकाई - लटकन पर न्यूटन (एन / सीएल)): 1 एन / सीएल - इस तरह के एक क्षेत्र का तनाव जो बिंदु प्रभार पर है 1 सीएल में कार्य करता है 1 एन; 1 एन / सीएल \u003d 1 वी / एम, जहां (वोल्ट) इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की क्षमता की इकाई है।

ग्राफिकल इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड का उपयोग करके चित्रित किया गया है तनाव की रेखाएं - लाइनें , टेंगेंट जो प्रत्येक बिंदु पर वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाता है इ। (चित्र 1.2.2)।

तीव्रता रेखाओं को तनाव वेक्टर की दिशा के साथ मिलकर दिशा के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। प्रत्येक दिए गए बिंदु में Takakak, वेक्टर तीव्रता से केवल एक दिशा प्राप्त की जाती है, फिर तनाव की रेखा कभी भी छेड़छाड़ नहीं करेगी।

ताकि तनाव रेखाओं की मदद से, न केवल दिशा को चिह्नित करना, बल्कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की ताकत का मूल्य भी संभव था, यह उन्हें एक निश्चित denominator (चित्र 1.2.3) के साथ करने के लिए सहमत हो गया था: संख्या तनाव रेखाओं की जो सतह क्षेत्र की इकाई को अनुमति देती है, तीव्रता रेखाओं के लिए लंबवत, मॉड्यूल वेक्टर तनाव के बराबर होना चाहिए।

के लिये एकरूप क्षेत्र (जब किसी भी बिंदु पर तनाव का वेक्टर आकार और दिशा में स्थायी होता है) तीव्रता रेखा तनाव वेक्टर के समानांतर होती है। ऐसे स्थानों में जहां फील्ड की ताकत कम होती है, तनाव रेखाएं कम आम होती हैं। यदि फ़ील्ड को पॉइंट चार्ज द्वारा बनाया गया है, तो तीव्रता रेखा रेडियल सीधे है, चार्ज से उभरती है, अगर यह सकारात्मक है, और इसमें शामिल है यदि शुल्क नकारात्मक है (चित्र 1.2.4)।

चार्ज से किसी भी दूरी पर तनाव रेखाओं की संख्या समान होगी, यानी, तनाव रेखाएं कहीं भी नहीं हैं और समाप्त नहीं होती हैं।

अंजीर में। 1.2.5 एक इलेक्ट्रिक डीपोल के क्षेत्र की पावर लाइनों की तस्वीर दिखाता है - विभिन्न संकेतों के आरोपों के दो समान मॉड्यूलट से सिस्टम क्यू और -क्यू , कुछ दूरी पर स्थित एल।

बड़ी स्पष्टता के कारण, इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करने की ग्राफिक विधि विद्युत इंजीनियरिंग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।

बातचीत का नियम नियत बिन्दु1785 में विद्युत शुल्क स्थापित किए गए थे। पेंडम एक मोड़ वजन का उपयोग कर, उन (देखें §22) के समान गुरुत्वाकर्षण स्थिरता निर्धारित करने के लिए जी Cavendysh द्वारा उपयोग किया गया था (इससे पहले यह कानून कैवेंडिस शहर द्वारा खोला गया था, लेकिन उसका काम बने रहे 100 साल से अधिक अज्ञात)। बिंदुशरीर पर केंद्रित चार्ज को बुलाया जाता है, जिनमें से रैखिक आयाम अन्य चार्ज निकायों की दूरी की तुलना में नगण्य होते हैं जिनके साथ यह बातचीत करता है। एक बिंदु प्रभार की अवधारणा, साथ ही एक भौतिक बिंदु, है भौतिक अमूर्तता।

कूल लॉ:बातचीत की शक्ति एफदो निश्चित बिंदु शुल्क के बीच स्थित है वैक्यूम में,q 1 और q 2 और दूरी के वर्ग के विपरीत आनुपातिक शुल्क के लिए आनुपातिक आर उनके बीच:

कहा पे क।- इकाइयों की पसंद के आधार पर आनुपातिकता गुणांक।

बल एफ इंटरैक्टिंग शुल्क को जोड़ने वाली सीधी रेखा में निर्देशित, यानी केंद्रीय है, और आकर्षण के अनुरूप है ( एफ<0) в случае разно­именных зарядов и отталкиванию (एफ\u003e 0) उसी नाम के शुल्क के मामले में। इस शक्ति को बुलाया जाता है coulomb बल।

वेक्टर रूप में, कोलन के कानून में फॉर्म है

कहा पे एफ 12 - चार्ज क्यू 2 द्वारा चार्ज क्यू 1 पर अभिनय बल, आर 1 2 - रेडियस वेक्टर चार्ज क्यू 2 के साथ चार्ज क्यू 2 को जोड़ता है, r \u003d। |आर 12 | (चित्र 117)। चार्ज क्यू 2 पर चार्ज के पक्ष में क्यू 1 एक बल है एफ 21 =-एफ 12, यानी विद्युत बिंदु प्रभार की बातचीत तीसरे न्यूटन के कानून को संतुष्ट करती है।

एसआई आनुपातिकता गुणांक में बराबर है

k \u003d 1 / (4 0)।

फिर कुलून का कानून अंतिम रूप में दर्ज किया जाएगा:

मान  0 कहा जाता है विद्युत स्थिरता;यह संख्या पर लागू होता है मौलिक भौतिक स्थिरांकऔर बराबर

 0 \u003d 8.85 10 -12 केएल 2 / (एन एम 2),

 0 \u003d 8.85 10 -1 2 एफ / एम, (78.3)

कहा पे बिजली की एक विशेष नाप(एफ) - विद्युत क्षमता की इकाई (§93 देखें)। फिर

1 / (4 0) \u003d 9 10 9 मीटर / एफ।

§ 79. इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र। इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड तनाव

यदि बिजली के चार्ज के आसपास की जगह में, एक और चार्ज करें, तो कौलॉम्ब बल इस पर कार्य करेगा; तो, बिजली के आरोपों के आसपास अंतरिक्ष में, मौजूद है बल क्षेत्र।आधुनिक भौतिकी के विचारों के मुताबिक, क्षेत्र वास्तव में मौजूद है और पदार्थ के साथ-साथ पदार्थ के अस्तित्व के रूपों में से एक है, जिसके माध्यम से पदार्थों के हिस्से में मैक्रोस्कोपिक निकायों या कणों के बीच कुछ बातचीत की जाती है। इस मामले में, वे इलेक्ट्रिक फील्ड कहते हैं - वह क्षेत्र जिसके द्वारा विद्युत शुल्क बातचीत करता है। हम उन विद्युत क्षेत्रों पर विचार करेंगे जो निश्चित विद्युत शुल्कों द्वारा बनाए जाते हैं और कहा जाता है इलेक्ट्रोस्टैटिक।

इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड का पता लगाने और अनुभवी करने के लिए उपयोग किया जाता है परीक्षण बिंदु सकारात्मक प्रभार -ऐसा शुल्क जो अध्ययन के तहत क्षेत्र को विकृत नहीं करता है (क्षेत्र बनाने वाले शुल्कों के पुनर्वितरण का कारण नहीं है)। यदि चार्ज क्यू द्वारा बनाया गया क्षेत्र में, परीक्षण शुल्क q 0 डालें, तो शक्ति मान्य है एफ, क्षेत्र के विभिन्न बिंदुओं में भिन्न होता है, जो, कुलन कानून (78.2) के अनुसार, परीक्षण शुल्क क्यू 0 के आनुपातिक है। इसलिए, रवैया एफ/ क्यू 0 क्यू 0 पर निर्भर नहीं करता है और उस बिंदु पर विद्युत क्षेत्र को दर्शाता है जहां परीक्षण शुल्क है। इस मान को तनाव कहा जाता है और है इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की शक्ति विशेषता।

इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड तनावइस बिंदु पर इस क्षेत्र में एक सकारात्मक चार्ज पर अभिनय बल द्वारा निर्धारित एक भौतिक मूल्य है:

इ।=एफ/ Q 0। (79.1)

वैक्यूम में

या स्केलर रूप में

वेक्टर की दिशा इ। सकारात्मक चार्ज पर कार्यरत बल की दिशा के साथ मेल खाता है। यदि क्षेत्र सकारात्मक चार्ज द्वारा बनाया गया है, तो वेक्टर इ। त्रिज्या-वेक्टर के साथ चार्ज से बाहरी स्थान (एक परीक्षण सकारात्मक चार्ज का प्रतिकृति) के साथ निर्देशित; यदि क्षेत्र एक नकारात्मक शुल्क द्वारा बनाया गया है, तो वेक्टर इ। चार्ज के लिए निर्देशित (चित्र 118)।

फॉर्मूला (7 9 .1) से यह इस प्रकार है कि इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड के तनाव की इकाई - लटकन के लिए न्यूटन (एन / सीएल): 1 एन / सीएल - इस तरह के एक क्षेत्र की तीव्रता, जो बिंदु चार्ज 1 सीएल को बल के साथ कार्य करता है 1 एच; 1 एन / सीएल \u003d 1 वी / एम, जहां (वोल्ट) इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड की क्षमता की इकाई है (§84 देखें)।

ग्राफिकल इलेक्ट्रोस्टैटिक फ़ील्ड का उपयोग करके चित्रित किया गया है तनाव की रेखाएं- प्रत्येक बिंदु पर प्रत्येक बिंदु पर लाइन्स टैंगेंट्स वेक्टर की दिशा के साथ मेल खाते हैं इ। (चित्र 119)। तीव्रता रेखाओं को तनाव वेक्टर की दिशा के साथ मिलकर दिशा के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। अंतरिक्ष के प्रत्येक बिंदु के बाद से, तनाव के वेक्टर में केवल एक दिशा होती है, फिर तनाव की रेखा कभी भी छेड़छाड़ नहीं करती है। के लिये एकरूप क्षेत्र(जब किसी भी बिंदु पर तनाव का वेक्टर स्थिर होता है

तनाव की रेखा का परिमाण और दिशा) तनाव वेक्टर के समानांतर है। यदि फ़ील्ड को पॉइंट चार्ज द्वारा बनाया गया है, तो तनाव की रेखा रेडियल सीधे है, चार्ज से उभरती है, अगर यह सकारात्मक है (चित्र 120, ए), और इसमें शामिल है, अगर चार्ज नकारात्मक है (चित्र 120, b)। बड़ी स्पष्टता के कारण, विद्युत क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करने की ग्राफिक विधि का व्यापक रूप से विद्युत इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है।

तनाव रेखाओं का उपयोग करने के लिए, न केवल दिशा, बल्कि इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की तीव्रता का मूल्य भी, उन्हें एक निश्चित घनत्व के साथ ले जाने के लिए सहमति हुई थी (चित्र 119 देखें): टेंशन लाइनों की संख्या जो इकाई की अनुमति देती है सतह क्षेत्र, तीव्रता रेखाओं के लिए लंबवत, मॉड्यूल वैक्टर ई के बराबर होना चाहिए। फिर टीनेशन लाइनों की संख्या जो प्राथमिक प्लेटफ़ॉर्म डीएस, सामान्य को अनुमति देती है एन जो एक वेक्टर के साथ कोण कोण बनाता है इ।कुंआ इ।dscos \u003d। इ। पी डीएस,कहा पे इ। एन - वेक्टर का प्रक्षेपण इ। सामान्य पर एन डीएस मंच (चित्र 121) के लिए। मूल्य

डीएफ ई \u003d। इ। एन डीएस \u003d। इ।डी एस

इसे डीएस मंच के माध्यम से तनाव वैक्टर की धारा कहा जाता है। यहाँ डी। एस \u003d\u003d डीएस। एन - वेक्टर, जिसमें से मॉड्यूल डीएस है, और दिशा सामान्य की दिशा के साथ मेल खाती है एन साइट के लिए।

दिशा वेक्टर का चयन एन (और इसलिए एसयह सशर्त है, क्योंकि इसे किसी भी तरफ निर्देशित किया जा सकता है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक फील्ड तीव्रता के प्रवाह की इकाई - एम में 1।

एक मनमानी बंद सतह के लिए एसस्ट्रीम वेक्टर इ। इस सतह के माध्यम से

जहां इंटीग्रल को बंद सतह एस वेक्टर स्ट्रीम पर लिया जाता है इ। है एक बीजगणितीय मूल्य:न केवल फ़ील्ड कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करता है इ।, लेकिन दिशा पी की पसंद से भी। सामान्य की सकारात्मक दिशा के लिए बंद सतहों के लिए, सामान्य स्वीकार किया जाता है बाहरी सामान्ययानी सतह द्वारा कवर किए गए बाहरी क्षेत्र द्वारा निर्देशित सामान्य।

भौतिकी के विकास के इतिहास में दो सिद्धांतों का संघर्ष था: लंबी दूरी के प्रभाव और निकटता। लंबी दूरी के सिद्धांत में, यह माना जाता है कि विद्युत घटनाएं किसी भी दूरी पर आरोपों की तात्कालिक बातचीत द्वारा निर्धारित की जाती हैं। सिद्धांत के अनुसार पास हीसभी विद्युत घटनाएं चार्ज फ़ील्ड में बदलावों से निर्धारित की जाती हैं, और इन परिवर्तनों को अंतरिक्ष में अंतरिक्ष में बिंदु से बिंदु के साथ वितरित किया जाता है। इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्रों के संबंध में, दोनों सिद्धांत वही परिणाम देते हैं जो अनुभव के अनुरूप हैं। विद्युत शुल्क के आंदोलन के कारण घटनाओं में संक्रमण लंबी दूरी के सिद्धांत के सिद्धांत की दिवालियाता की ओर जाता है, इसलिए चार्ज किए गए कणों की बातचीत का वर्तमान सिद्धांत है cOSCESTREAM का सिद्धांत।