Mēs turpināsim pētījumu par kvantitatīvajiem likumiem elektromagnētisko mijiedarbību. Pirmkārt, apsveriet vienkāršāko gadījumu, kad elektriski uzlādētas iestādes ir vienatnē. Elektrosistēmikas nodaļu, kas veltīta atpūtas iespēju izpētei, sauc elektrostatisks. Galvenais likums elektrostatikas ir likums mijiedarbību starp diviem fiksēto punktu uzlādētu struktūras vai daļiņas - eksperimentāli uzstādīja Francijas fiziķis sh. Kulons 1785 un nēsā viņa vārdu.

Punktu iekasētie iestādes nepastāv. Bet, ja attālums starp ķermeņiem ir daudz reižu vairāk nekā to lielums, tad ne forma, ne izmēri no iekasētajām iestādēm būtiski neietekmē mijiedarbību starp tām. Šādā gadījumā iestādes var uzskatīt par punktu. Atcerieties, ka likums pasaules smaguma ir formulēts arī punktu struktūrām.

Maksas iestāžu mijiedarbības stiprums ir atkarīgs no vidēja īpašībām starp iekasētajām iestādēm.

Šo gaisu ļoti maz ietekmē uzlādēto iestāžu mijiedarbības stiprums: izrādās gandrīz tāds pats kā vakuumā.

Coulomb eksperimenti. Elektrisko nodevu mijiedarbības likuma atklāšanu veicināja fakts, ka šie spēki ir lieliski. Šeit nebija nepieciešams piemērot īpaši jutīgu aprīkojumu, jo, pārbaudot pasaules kopienas likumu un zemes apstākļus. Ar vītā mēroga palīdzību bija iespējams izveidot, jo mijiedarbojas ar otru, fiksētu uzlādētām iestādēm. Griešanas skalas sastāv no stikla stick, kas tiek apturēta uz plāna elastīga stieples (94. att.) Vienā galā sticks tiek piestiprināts ar nelielu metāla bumbu A, un no otras puses - pretsvariem ar. Vēl viena metāla lodīte ir fiksēta uz skalu vāka.

Sazinoties tādu pašu nosaukumu bumbiņas, viņi sāk atvairīt viens otru. Lai saglabātu bumbiņas ar fiksētu attālumu, elastīgajam stieplei ir jābūt vērpšanai kādā leņķī. Stiepļu vērpšanas stūrī tiek noteikta bumbiņu mijiedarbības jauda.

Cutil svari ir ļāvuši izpētīt uzlādēto bumbiņu mijiedarbības spēka atkarību no maksas un no attāluma starp tiem. Mērīt spēku un attālumu tajā laikā bija iespēja. Vienīgā grūtība bija ar maksu, par kuru mērījumu pat vienības nepastāvēja. Pendants atrada vienkāršu veidu, kā mainīt vienu no bumbām 2, 4, utt, savienojot to ar to pašu nesaturēto bumbu. Vienlaikus maksa tika sadalīta vienādi starp bumbām, kas samazināja mācību maksu. Jaunā spēka vērtība ar jaunu maksu tika noteikta eksperimentāli.

Coulon likums. Coulomb eksperimenti izraisīja likuma noteikšanu, pārsteidzoši atgādinot pasaules smaguma likumu.

Divu punktu mijiedarbības stiprums vakuumā ir tieši proporcionāla uzlādes moduļu produktam un apgrieztiem proporcionāliem attāluma kvadrātmetriem. Šo spēku sauc Coulomb.

Ja jūs izrakstāt maksas moduļus caur un attālumu starp tiem caur to, ka likumu Coulon var rakstīt šādā formā:

kur ir proporcionalitātes koeficients, skaitliski vienāds ar vienotu maksājumu mijiedarbību attālumā, kas vienāds ar garuma vienību

Tāda paša forma (8.2) ir likums pasaules smaguma: vietā uzlādes formulu likuma, gravitācijas konstante spēlē lomu koeficienta

Lai gan nekas nav teikts par mijiedarbības spēku virzienu starp maksājumiem. Ir viegli atrast, ka divas uzlādes bumbiņas, kas tiek apturētas uz pavedieniem vai nu piesaista viens otram, vai atvairīt no šejienes no tā izriet, ka mijiedarbības spēki divu fiksēto punktu uzlādētu struktūrām, ir vērsta pa taisnu līniju, kas savieno šīs struktūras (95. att.) . Šādus spēkus sauc par centrālo. Saskaņā ar trešo Newton likumu

Kulona likuma atklāšana - pirmais konkrētais solis īpašumu pētījumā elektriskais lādiņš. Elektriskās lādēšanas klātbūtne struktūrās vai elementārajās daļiņās nozīmē to, ka viņi mijiedarbojas viens ar otru ar Coulon likumu.

100 lieliski zinātniskie atklājumi

Dmitrijs Sammin

Visuma pamati

Elektrostatikas galvenā likums

Elektriskās parādības pakāpeniski zaudēja savu individuālo izkliedēto smieklīgo parādību sākotnējo raksturu un pakāpeniski veidoja kādu vienotību, ka esošās teorijas mēģināja segt vairākus pamatprincipus. Notika pārejas laiks no kvalitatīviem pētījumiem par kvantitatīvo.

Šāda pētniecības joma ir skaidri izteikta 1859. gada Sanktpēterburgas akadēmiķa F. Epinus darbā (1724-1802).

Epinus šādi principi ir balstīti uz tās matemātisko apsvērumu: katrai iestādei ir pilnīgi definēts elektroenerģijas daudzums tās dabiskajā stāvoklī. Elektriskās šķidruma daļiņas ir savstarpēji atceltas un piesaistītas parastam jautājumam. Elektriskās sekas parādās, kad elektriskās šķidruma daudzums organismā ir lielāks vai mazāk, kas būtu dabiskajā stāvoklī.

Epinus veic pieņēmumu: "... Lai noteiktu šīs funkcionālās atkarības, es vēl izlemšu. Tomēr, ja būtu nepieciešams izdarīt izvēli starp dažādām funkcijām, tad es vēlos apgalvot, ka šīs vērtības mainās pretēji proporcionāli kvadrātu attālumu. To var uzskatīt par zināmu ticamību, jo par labu šai atkarībai, acīmredzot, saka analoģija ar citām dabas parādībām. " Ceļā uz Epinus, Henry Cavendish (1731-1810) devās, kas savā pantā no 1771. gada pieņem Epinus Epinus hipotēzes: divu elektrisko lādiņu piesaiste tiek uzskatīta par apgriezti proporcionālu zināmā mērā attāluma, līdz tiek norādīts.

Cavendish, ar matemātisko argumentāciju, secina: ja elektrisko maksu mijiedarbības jauda ir pakļauta reverso kvadrātu likumam, tad "gandrīz visa" elektriskā lādiņa ir koncentrēta uz vadītāja virsmas. Tādējādi tiek plānots netiešais ceļš izveidot likumu par maksājumu mijiedarbību.

Galvenās grūtības izveidot "Elektrisko spēku likumu" bija atrast eksperimentālu situāciju, kurā ponderomotive spēki sakristu ar spēkiem, kas darbojas starp elementārām nodevām.

Iespējams, pareizā pieeja šai problēmai tika atrasts agrāk nekā visa angļu zinātnieks J. Robayson (1739-1805).

Rakesona izmantotā eksperimentālā metode balstījās uz ideju, ka mijiedarbības izmaksas var uzskatīt par tādiem, kad sfēru izmēri, uz kuriem tie ir lokalizēti, daudz mazāk attāluma starp sfēru centriem.

Uzstādīšana, ar kuru Anglishman veica mērījumus, ir aprakstīts tās fundamentālajā darbā "mehāniskās filozofijas sistēma". Eseja tika publicēta pēc viņa nāves, 1822. gadā.

Ņemot vērā mērījumu kļūdas, Robyson secināja:

"Darbība starp sfērām precīzi ir proporcionāla attāluma otrā kvadrā starp saviem centriem."

Tomēr galvenais likums elektrostatikas nav nosaukums, Robyson. Fakts ir tāds, ka zinātnieks ziņoja par rezultātiem tikai 1801. gadā, bet detalizēti aprakstīti vēl vēlāk. Tajā laikā Francijas zinātnieka Coulon darbi jau bija plaši izplatīti.

Charles Augusten kulons (1736-1806) dzimis Anguleve Francijas dienvidrietumos. Pēc Charles dzimšanas ģimene pārcēlās uz Parīzi.

Sākumā zēns apmeklēja četru tautu koledžu, kas pazīstama arī kā Mazarini koledža. Drīz tēvs izpostīja un atstāja ģimeni Montpeljē, uz dienvidiem no Francijas. Konflikts starp māti un dēlu noveda pie fakta, ka Charles atstāja galvaspilsētu un pārcēlās uz savu tēvu.

1757. gada februārī Royal zinātniskās biedrības Montpeljē, jaunā matemātikas amatieru izlasiet savu pirmo zinātnisko darbu "Vidēja medicīnas līkņu ģeometriskā eseja". Nākotnē kulons aktīvi piedalījās sabiedrības darbā un prezentēja piecas vairākas memuāri - divas matemātikā un trīs astronomijā.

1760. gada februārī Charles ieradās militāro inženieru Mesijā skolā. Nākamā gada novembrī Charles absolvēja skolu un saņēma tikšanos ar lielu ostu Francijas rietumu krastā Brestā. Tad viņš skāra Martiniku. Par astoņiem gadiem pavadīja tur, viņš nopietni sāpēja vairākas reizes, bet katru reizi, kad viņš atgriezās pie pildot savus oficiālos pienākumus. Šīs slimības neizturēja bez pēdām. Pēc atgriešanās Francijā, kulons vairs nevarēja uzskatīt par pilnīgi veselīgu personu.

Neskatoties uz visām šīm grūtībām, kulons ir ļoti labi ar saviem pienākumiem. Viņa panākumi cietušā būvniecībā tika atzīmēti ranga pieaugums: 1770. gada martā viņš saņēma kapteiņa rangu - par tiem laikiem, ko var uzskatīt par ļoti ātru veicināšanu. Drīz kulons atkal nopietni samazinājās un, visbeidzot, iesniedza ziņojumu ar pēdējo tulkojumu Francijai.

Pēc atgriešanās pie dzimtenes, kulons tika piešķirts Boshen. Šeit viņš pabeidz pētījumu, kas sākās Rietumu Indijas laikā. Daudzas idejas, ko viņa formulēja pirmajā zinātniskais darbsLīdz šim speciālisti uzskata par būtiskiem materiāliem.

1774. gadā Coulomb tika pārcelts uz lielu Cherbourg ostu, kur viņš kalpoja līdz 1777. gadam. Tur kulons bija iesaistīts remontā vairāku nocietinājumu iekārtām. Šis darbs atstāja daudz laika atpūtai, un jaunais zinātnieks turpināja savu zinātnisko pētījumu. Galvenā tēma, kas bija interese par kulonu šajā laikā bija attīstība optimālu metodi ražošanas magnētiskās bultiņas precīzu mērījumu magnētiskais lauks Zeme. Šo tēmu tika lūgts konkurss, ko paziņoja Parīzes Zinātņu akadēmijas.

1777. gada konkursa uzvarētāji tika paziņoti uzreiz - Zviedrijas Zviedrijas zinātnieks Van Schwinden, kurš jau bija izvirzījis darbu sacensībām un kulonu. Tomēr attiecībā uz zinātnes vēsturi, memuāra skaita vadītājs, kas veltīts magnētiskajiem šāvējiem, nav augstākā interese, un nākamā nodaļa, kurā tiek analizēti vītņu mehāniskās īpašības, uz kuras bultiņas tiek apturētas. Zinātnieks veica eksperimentu ciklu un noteica vispārējo procedūru, kas paredzēta pavediena vērpšanas momenta straumēšanas spēka atkarībai un no tā parametriem: garums un diametrs.

Nelielā zīda dzijas un matu elastība attiecībā pret apkakli ļāva nolaidīsim jauno elastīgā stipruma brīdi un pieņems, ka magnētiskā bultiņa ievēro precīzas variācijas. Šis apstāklis \u200b\u200bun kalpoja kā jolly pētījumu par metāla vītņu cilindriskās formas. Viņa eksperimentu rezultāti tika apkopoti darbā "Teorētiskie un eksperimentālie pētījumi par metāla vadu spēku un elastību", kas pabeigts 1784. gadā.

Svarīga praktiska izmeklēšana - Tweeters radīšana - Twine metāla diegu pagriešana, ko kulons veica 1777. gada konkursam. Šo ierīci var izmantot, lai izmērītu dažādu dabu mazos spēkus, un tas nodrošināja jutību nepieredzētas XVIII gadsimtā.

Izstrādājot ārkārtīgi fizisku ierīci, kulons sāka meklēt viņam cienīgu lietošanu. Zinātnieks sāk darbu pie elektroenerģijas un magnētisma problēmām.

Svarīgākais rezultāts, ko iegūst kulons elektroenerģijas jomā, bija izveidot elektrostatikas pamatlikumu - fiksēto punktu mijiedarbības likumu. Zinātnieks tādējādi apraksta elektroenerģijas pamatlikumu:

"Divu mazu bumbiņu stumšanas spēks, elektrificēta ar vienas dabas elektroenerģiju, ir apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātmetriem starp bumbu centriem"

Kulons sākās ar tādu pašu nosaukumu nodevu atgrūšanās atkarību no attāluma un daudziem eksperimentiem, zinātnieks vada trīs dimensiju rezultātus, kuros attālums starp maksām tika uzskatīti par 36. 18: 172, un Atbilstošie atbaidīšanas spēki - kā 36: 144-5751, ti, spēki gandrīz tieši apgriezti proporcionāls kvadrātu attālumu. Faktiski eksperimentālie dati ir nedaudz atšķirīgi no teorētiskā likuma.

Pendants uzskata galvenos cēloņus neatbilstību, papildus tiem, kas veikti, aprēķinot dažus vienkāršojumus, noplūdes elektroenerģijas pieredzes laikā.

Atrakcijas spēka mērīšanas uzdevums bija grūtāk, jo ir ļoti grūti traucēt skalas kustīgajai bumbai, lai sāktu kontaktu ar citu pretējās zīmes maksu. Tomēr Pendant bieži spēja panākt līdzsvaru starp divu bumbiņu piesaistes spēku un apkarojot to ar vītā pavediena spēku. Iegūtie eksperimentālie dati liecināja, ka piesaistes spēks ir pakļauts arī reverso kvadrātu likumam.

Bet kulons nebija apmierināts ar šiem rezultātiem. "Lai apstiprinātu šo likumu, kas, kā viņš paredzēja, būs būtiska loma elektroenerģijas mācīšanā," raksta M. Surzzi "," kulons kūrortu uz jaunu sākotnējo metodi mērīšanas mazo spēku agrāk, lai novērtētu Tērauda magnētiskā jauda ir sala. Šī metode bija ļoti efektīva un tagad pazīstama kā "svārstību metode". Tas ir balstīts uz faktu, ka, tāpat kā svārsta svārstību biežums ir atkarīgs no smaguma lieluma šajā vietā, elektroducēšanas bultiņas svārstību biežums, svārstoties horizontālā plaknē, ir atkarīga no elektriskās spēka intensitātes Rīkojoties uz to, tāpēc svārstību skaitā sekundē jūs varat atrast šo spēku. Lai veiktu šo plānu, kulons veica izolācijas avāriju, kas aprīkota beigās nelielu vertikālu uzlādētu plāksni un atrodas pie izolētas metāla bumbu, uzlādēts pretstati uzlādēt plāksni un atrodas tā, lai viens no tā horizontālajiem diametriem iet cauri Plates centrs, kad tas atrodas līdzsvarā. Tādā veidā pilnībā apstiprināja reverso kvadrātu likumu. "

Tādējādi kulons noteica elektrostatikas pamatus. Viņi ieguva eksperimentālos rezultātus, kam ir gan būtiska, gan lietišķa vērtība. Par vēsturi fizikas, viņa eksperimenti ar savīti svariem bija vissvarīgākā nozīme arī tāpēc, ka tie tika dota rokās fiziķiem metodi noteikšanas vienības elektrisko lādiņu caur vērtībām, ko izmanto mehānikā: spēks un attālums, kas ļāva veikt kvantitatīvus pētījumus par elektriskajām parādībām.

1. Elektrostatika - elektroenerģijas teorijas nodaļa mijiedarbība vēl salīdzinājumā ar otru elektrisko maksu. Pamatjēdzieni - elektriskais lādiņš un elektrostatiskais, tas ir, nevis mainās laikā elektriskais lauks . Elektrostatiskā lauka avots ir elektriskās maksas. Bez elektriskās maksas, elektrostatiskais lauks nepastāv.

Galvenie elektrostatikas likumi tika atvērti XVIII un XIX gadsimtu. Tie ir pietiekami izpildīti pietiekami stingri gadījumos, kad maksājumi pārvietojas pret otru ar ātrumu, daudzu zemāku gaismas ātrumu vakuumā.

Elektrostatikas pamatlikumi ietver likumu par divu vispārēju maksu esamību, likumu par maksas saglabāšanas likumu, elektrisko maksu kvantitatīvo likumu, Coulon likumu.

2. Divu ģenērisko pušu pastāvēšanas likums. 1733. gadā Francijas Charles Dafe atklāja, ka " ir divu veidu elektriskie maksājumi. - stikls un sveķi. Multimamames maksas ir piesaistītas, tas pats nosaukums - atvairīt. "

Sveķu elektrība parādījās dzintara, un stikla - uz stikla, uz dārgakmeņiem, uz dzīvnieku vilnas. 1747. gadā Amerikāņu Benjamin Franklin ierosināja izsaukt stikla elektroenerģiju pozitīvu un apzīmē ar "+" zīmi (plus), un Smolyan - negatīvu un apzīmē zīmi "-" (mīnus).

Sazinoties ar abām iestādēm, vienmēr ir elektrificētas. Pāris Ebonite + kažokādas ebonit ir nelabvēlīgi, kažokāda ir pozitīva. Ar pāris metāla + vilnas metāla uzlādes negatīvi, vilna ir pozitīva. Metāla + gumijas pārī metāls ir pozitīvi, gumijas - negatīvs. Galvenie pozitīvo nodevu pārvadātāji ir protoniemnegatīvs - elektroni.

3. Elektriskā lādiņa saglabāšanas likums. Viņš bija informēts par fizisko faktu kopumu XVIII gadsimtā. ALGEBRISK Jebkura izolēta elektrisko lādiņu(vai slēgts) Sistēmas paliek nemainīgas, neatkarīgi no procesiem šajā sistēmā. Pilna maksa par šādu sistēmu ir relativistisks invariants. Tās vērtība nav atkarīga no atlases sistēmas izvēles un no maksas ātruma. Šeit ir izolēta šī sistēma šeit, izmantojot robežas, kuras viela nav iekļuvusi. Gaisma var ievadīt un iziet no sistēmas.

Sākotnēji likums par maksu saglabāšanu atklāja pēc analoģijas ar likumiem par impulsa un mehāniskās enerģijas saglabāšanu. Tāpēc viņš var uzskatīt par postulātu, kas bija pakļauts bez izņēmuma, visas elektriskās pieredzes. Sākot no XX gadsimta. Pēc daļiņu iznīcināšanas darbību novērošanas ar antipartikām (elektronu + pozitronu), maksājuma saglabāšanas likumu var uzskatīt par jau empīrisku likumu, pierādītu tiešu eksperimentu.

4.Elektrisko lādiņu kvantēšanas likums (diskriminācija) (XIX gs.). Elektrisko lādiņu delikatese ir ierobežota līdz noteiktam minimālajam maksājumam e, ko sauc par elementāru. Nav nekādu maksājumu, kas ir mazāki par pamatizglītību. Pozitīvi E + un negatīvie e - elementārie maksājumi ir vienādi absolūtā vērtībā, | E + | \u003d E - |.

Ideja par elektrisko maksu diskrimināciju parādījās pēc Michael Faraday eksperimentiem par elektrolīzi (1834). No tiem, tas ievēroja, ka daudzums vielu, kas uz elektrodiem visos gadījumos ir proporcionāla lielumam elektrisko uzlādes ielīmēts caur elektrolītu. Šo faktu var izskaidrot tikai ar to, ka katrs daļiņu, kas palaists uz elektrodu pārskaita to pašu daļu no elektriskās maksas.

1881. gadā Herman Helmgolts veica šādu novērtējumu, un Džozefs Thomson 1897. gadā eksperimentos ar katodstaru stariem apstiprināja ideju par elektroenerģijas atomu esamību - elektroniem un novērtēja to īpašo maksu. Elementārās maksas absolūtā vērtība, kas pirmo reizi tika noteikta augsta precizitāte 1909. gadā amerikāņu Robert Millique.

Viena no Millikena instalēšanas iespējām ir parādīta 1. attēlā.

Caur caurumu O. Augšējā plāksnē horizontāli atrodas dzīvoklis gaisa kondensators, pilieni no izsmidzinātās eļļas nokrita iekšā. Avota jonizējošā starojuma iedarbībā S. (Radija preparāts vadošā traukā) Droplets varētu iegūt un zaudēt elektrisko lādiņu.

Ja kondensatorā iesniegt spriegumu U.No komplekta pilieniem skata laukā, M mikroskopu var atšķirt ar vienu, kas pārceļas uz augšu ar ātrumu, kas pieņemams vizuālajam novērošanai. Reizes, kad kritums pārvietojas uz augšu, tad tas nozīmē, ka tai ir jāmaksā q.. Mērījumi tika veikti šādi:

bet. Kondensatora plāksnes tos aizvēra starp sevi (PC slēdzis tika ievietots kreisajā pusē 1. attēlā). Elektriskais lauks kondensatorā pazuda. Smaguma iedarbība vienmērīgi samazinājās ātrumā v. viens. Gravitācijas spēks bija līdzsvarots ar gaisa viskozas rezistences spēku F s. 1 (2. att. - a). Pilienu vienādojums prognozē uz vertikālās ass Oy. Tas izskatās: - mg + f s 1 = 0. (2.1)

b. Kondensators tika pasniegts spriegums U. (PC slēdzis tika pacelts pareizajā pozīcijā. Drop sāka virzīties uz augšu elektriskā sprieguma jomā E \u003d U | D. ar ātrumu v. 2 (2. att.-B). Pilienu vienādojums projekcijā uz ass Y. Tam ir veidlapa:

-Mg-f s 2 + Qe=0. (2.2)

Kā F s. 1 = 6πhrv 1, A. F s. 2 = 6πhrv 2, kur h. - gaisa viskozitāte un r. - pilienu rādiuss, tad vienādojumu sistēma veido:

. (2.3)

Dalot 2. vienādojumu 1.vietā, mēs saņemam pilienu pilienu . (2.4)

Milliekkin novēroja dažus pilienus vairākiem desmitiem minūtēm, atkārtoti paaugstinot tos, mērot pacelšanas ātrumu v. 2 un pēc tam mērīšanas ātrums v. 1 pilienu pilieni.

Ja spriedze U. Kondensatorā nemainiet, kronšteina koeficients paliek nemainīgs. Tāpēc, uzlādējot kritumu gadījumā diskrētu maksas izmaiņas q. Drop pilienam ir jāmaina arī solis.

Lai aprēķinātu absolūto maksu, pilieni ir nepieciešami no formulas (2.4), lai novērstu tās svaru. To var izdarīt, izmantojot bezmaksas pilienu režīmu ar blīvumu ρ . Kā mg \u003d.(4πR. 3 | 3) ρg.= 6πhrv 1, tad, izsakot no šejienes rādiusu piliens un aizvietojot to izpausmē kritiena svara, mēs saņemam: un . (2.5)

Visu eksperimentu rezultātā pēc tūkstošiem pilienu pētījuma Milliken atrada minimālās maksas lielumu. Tā pašreizējā vērtība ir

e.\u003d (1,6021892 ± 0,0000046) · 10 -19 cl.

Eksperimenti, kas veikti XX gadsimta 60. gados. Ar cēzija atomu stariem un ar molekulāro ūdeņradi, parādīja, ka negatīvas un pozitīvas pamatelementus, ja atšķiras viena otras absolūtā vērtībā, tad ne vairāk kā 10 - 20 e..

Makroskopiskajā elektrostatikā, maksājumu diskriminācijai nav praktiskas vērtības. Uzlādēto iestāžu diferenciālie apjomi parasti satur milzīgu elementāru maksu. Tas ļauj jums izlasīt izmaiņas maksas nepārtrauktā.

Tomēr materiāla struktūrā un Visuma fiziskajā portretā, nodevu diskriminācijai ir izšķiroša nozīme.

5.Kulona likums.. 1785. gadā Charles kulons, pētot mazo uzlīmju bumbiņu mijiedarbību, formulēja to mijiedarbības likumu.

Divas vietas maksas Q 1 un Q. 2 Viņi mijiedarbojas ar otru vakuo ar spēku, proporcionāli nodevu produktam un apgrieztiem proporcionāliem attāluma kvadrātu starp tiem.. (2.6)

Šeit r. - attālums starp maksām, \\ t k. - proporcionalitātes koeficients atkarībā no vienību izvēles.

Maksājumu mijiedarbības stiprums ir vērsts pa tiešu caur maksu.

Lai iestatītu spēka virzienu un uzrakstītu Coulon likumu vektora formā, jums ir jānosaka viena uzlādes pozīcija attiecībā pret otru. Ja - vektors pavadīts uz maksas q. 1 Uzlādes q. 2 (3. att.), Tad varas pilnvaras q. 1 par maksu q. 2 vienādi

. (2.7)

Darbības virzienu nosaka vektora virziens (3. att.-B).

Ratio ir viens vektors. Tas norāda uz spēka virzienu, nemainot tās vērtības.

Ja mijiedarbojošie maksājumi atrodas dielektriskajā, tas ir, viela, kas neveic elektroenerģiju, spēks samazinās salīdzinājumā ar vakuumu ε laiks.

Lielums ε Piezvanīt dielektriskā caurlaidības vide.

Culon likuma formula viendabīgajā bezgalīgi paplašinātajā dielektriskajā vidē C vienību sistēmā ir forma: . (2.8)

Vakuumā ε = 1, dielektrrikā ε \u003e 1, metālos ε = ∞, supravadītājiem ε < 0.

Lieluma koeficients ε 0 sauc elektriskā konstante. Tas ir saistīts ar gaismas ātrumu c. un tiek aprēķināts, izmantojot to ar precizitāti, kurā tiek mērīts gaismas ātrums.

.

Vienības maksa q. C - kulons (cl).

Mūsdienu pieredze liecina, ka Coulon likums ir godīgs attālumos pār Kirgizstānas Republiku. vismaz no 10 -16 līdz 10 5 m.

6. Coulomb ekspertisaskaņā ar pētījumu par maksājumu mijiedarbību ietvēra pētījumu par to pašu nosaukumu nodevu mijiedarbību un mijiedarbības mijiedarbību.

bet. To pašu maksājumu mijiedarbība Tas tika pētīts ar kulonu ar spēcīgiem svariem, izgudroja tos (4. att. - a).

Uz kustīgo galvu 1 uz smalkas sudraba stieples 2 zvejniecībā 3 izgatavoti no stikla. Vienā galā šūpuļzirgs, elderbera bumbu 5 ar diametru apmēram 5 mm tika pievienots. Blakus uz to uz metāla stieņa 9 fiksēti stiprināts tieši tāda pati bumba 6. Otrā galā šūpuļzirgs, papīra disks 4 tika fiksēts, spēlējot lomu pretsvaru un slāpētāju. Uz galvas 1 un uz stikla tvertnes 7 apļveida svari 8 un 10 ar sadalījumu 1 °.

Kvantitatīvo mērījumu pamatā, kulons eksperimentāli pierādīja, ka tas ir zagts, (2.9.) \\ T

kur M. - spēka mirklis, vadu pagriešana, j. - stieples stieples stūra deformācija, \\ t d. un l. - diametrs un stiepļu garums. Koeficients k. Atkarīgs no vada šķērsgriezuma materiāla un profila.

Mērījumi tika samazināti līdz divām atbildes grupām.

1. atbildes grupa.Verifikācijas atkarība F ~1Çr. 2 .

Neitrālā stāvoklī bumbas 5 un 6 ir nedaudz saistītas ar otru. Stiepļu vītņu deformācijas leņķis j. = 0.

Caur metāla stieņu 9 no uzlādētās ķermeņa, bumba ir uzlādēta 6. maksa tiek sadalīta vienādi starp bumbas 5 un 6. bumbas tiek novirzītas uz attālumu r.ko var noteikt no stūra j. 1 roktura un viņa pleca pagrieziens R. (4.attēls-b).

Līdzsvars atbilst vienlīdzīgumam brīžos: (2.10)

Ja jūs pakāpeniski spin vītni, pagriežot galvu 1 pulksteņrādītāja virzienā (1.a att.) Un tuvojas bumbu 5 bumbai 6, tad dažiem citiem attālumiem r. 2 brīdi vienādojumi veido: (2.11)

Sadalot otro vienādojumu pirmajam, mēs iegūstam: (2.12)

Kulons ir konstatēts, ka ar attāluma samazināšanos r. Starp bumbiņām 2 reizes elektriskās atbaidīšanas spēks palielinājās 4 reizes, samazinoties attālumam 3 reizes, spēks palielinājās par 9 reizēm un tā tālāk. No tā izriet, ka elektroenerģija atgrūšanās starp bumbiņām ir apgriezti proporcionāls kvadrātveida attāluma starp tiem, F ~ 1 / r 2

2. eksperimentu grupa. Pārbaudiet varas proporcionalitāti F. Produkta vērtības maksas F ~ Q. 1 q. 2 .

Caur metāla stieņu 9 no uzlādētās korpusa bumba tika uzlādēta 6. Maksas tiek sadalītas vienādi, katrā no bumbām 5 un 6 maksas q.. Bumbas atšķiras r. 1, tad rokeris pārvēršas leņķī j. 1, pavediens griežas leņķis J. 1 . Zemējuma diriģents tiek noņemts maksājums ar fiksētu bumbu 6. bumbu 5 nāk uz bumbu 6, maksa ar kustamu bumbu ir sadalīta tikpat, par katru no bumbiņas maksas q2. Bumbas atšķiras leņķī j.daudz mazāks leņķis j. viens. Pagrieziet galvu 1 pretēji pulksteņrādītāja virzienam (4. attēlā) kustamā bumba atgriežas tajā pašā attālumā r. viens. Vītņu vērpšanas leņķis j. 2 .

Maksa ar fiksētu bumbu tiek noņemta un atkal, pēc tam, dalot maksu uz pusēm, pārvietojamā bumba atgriežas iepriekšējā attālumā. Atkārtojot šo procedūru vairākas reizes, kulons konstatēja, ka pēc katras nodaļas stumšanas spēks bumbiņas samazinās par 4 reizes. Tas pierāda atkarību F ~ Q. 1 q. 2 .

Tiešām F. 1 \u003d Kq. 2, kur k. - proporcionalitātes koeficients. Pēc pirmā sadalījuma spēka F. 2 = (kqç.2) 2, un F. 2 çf. 1 = (1ç 2) 2 = 1ç 4. Pēc otrās nodaļas F. 3 çf. 2 \u003d K.(q4) 2 çkq 2 =

= (1ç 4) 2 = 1ç 16 un tā tālāk.

Tātad tika pierādīta atkarība F ~ Q. 1 q. 2 Çr. 2 atgrūšanas spēkiem.

8. Mijiedarbības mijiedarbība Kulons pētīja, liekot pārbaudi svārsta svārstībām.

Kā Huygens uzstādīts 1673. gadā. Matemātiskās svārsta svārstību periods tiek noteikts pēc formulas (2.13)

kur l. - svārsta kvēldiega garums, \\ t g. - gravitācijas paātrinājums. No Pasaules Ņūtona likuma izriet, ka (2.14.)

kur G -gravitācijas nemainīgs M. - Zemes svars, \\ t R. - tā rādiuss. Aizvietošana (2.14) (2.13), mēs saņemam . (2.15)

Pendulum periods ir proporcionāls attālumam no svārsta uz kapa centru.

Ja elektriskie piesaistes spēki mainās ar attālumu, kā arī kapa spēkiem, kas ir likums F ~1Çr. 2, tad pendulum svārstību periods saskaņā ar darbību elektriskie spēki Tas būs atkarīgs arī no attāluma, kā arī matemātiskās svārsta periods.

No otrā iestatījuma kulons shēma ir parādīta 5. attēlā. Liela vara bumba 1 ar diametru aptuveni 35 cm. Uz izolācijas stenda uzlādēts. Blakus bumbai uz plānās zīda vītnes 2, tad rokturis 3 tika apturēts ar salmiem ar salmiem ar garumu 43mm.

Beigās šūpuļzirgs, tuvu bumbai, diska 4 no zelta pārklājumu papīra ir pielīmēts, pretējā gala - bumbu pretsvaru.

Disk 4 tika apsūdzēts ar nelielu atbildību par pretējo zīmi un novirzījās no līdzsvara stāvokļa. Rocker 3 sāka svārstīties. Tālāk, laiks tika mērīts 15 svārstības dažādos attālumos d. Starp bumbu centru 1 un disku 4.

Eksperimenti ir parādījuši, ka vairākiem uzlādētiem maksājumiem F ~1Çr. 2 tiek veikta ar precizitāti līdz pat 10%.

\u003e\u003e Fizika: Elektrostatikas galvenā likums - Kulona likums

Mēs turpināsim pētījumu par kvantitatīvajiem likumiem elektromagnētisko mijiedarbību. Elektrostatikas galvenais likums ir divu fiksēto punktu mijiedarbības likums.
Galvenais likums Elektrostatika tika eksperimentāli uzstādīts ar Charl, 1785. un veiktu savu vārdu.
Ja attālums starp ķermeņiem ir daudzas reizes vairāk nekā to lielums, tad ne tā forma, ne izmēri no iekasētajām iestādēm būtiski neietekmē mijiedarbību starp tām. Šādā gadījumā iekasētie iestādes uzskata punktu nodevas. Atcerieties, ka globālās smaguma likums ir formulēts arī struktūrām, kuras var uzskatīt par būtiskiem punktiem.
Maksas iestāžu mijiedarbības stiprums ir atkarīgs no vidēja īpašībām starp iekasētajām iestādēm. Līdz šim mēs pieņemam, ka mijiedarbība notiek vakuumā. Pieredze rāda, ka gaiss ir ļoti maza ietekme uz uzlādēto iestāžu mijiedarbības spēku, izrādās gandrīz tāds pats kā vakuumā.
Coulomb eksperimenti. Coulomb eksperimentu ideja ir līdzīga idejai par caurendish pieredzi, lai noteiktu gravitācijas konstanti. Elektrisko nodevu mijiedarbības likuma atklāšanu veicināja fakts, ka šie spēki bija lieliski, un tāpēc tas nebija nepieciešams piemērot īpaši jutīgu aprīkojumu, jo, pārbaudot pasaules lauksaimniecības likumu. Ar vītā mēroga palīdzību bija iespējams izveidot, jo mijiedarbojas ar otru, fiksētu uzlādētām iestādēm.
Griezēju skalas sastāv no stikla stick, kas tiek apturēta uz plāna elastīga stieple ( 14.3.). Vienā galā nūju, neliela metāla bumba ir fiksēta betun no otras puses - pretsvars no. Vēl viena metāla bumba b. Muguras fiksēts uz stieņa, kas, savukārt, ir pievienots uz vāka skalas.

Sazinoties tādu pašu nosaukumu bumbiņas, viņi sāk atvairīt viens otru. Lai saglabātu tos ar fiksētu attālumu, elastīgajam stieplei ir jābūt vērpšanai kādā leņķī. Pagrieziena stūrī vads nosaka bumbiņu mijiedarbības spēku.
Cutil svari ļāva pētīt mijiedarbības spēka atkarību no uzlādētajām bumbiņām no uzlādes vērtībām un no attāluma starp tiem. Mērīt spēku un attālumu tajā laikā bija iespēja. Vienīgā grūtība bija saistīta ar maksu, par kuru mērījumu pat vienības nepastāvēja. Pendants atradis vienkāršu veidu, kā mainīt vienu no bumbām no 2, 4 vai vairāk, savienojot to ar vienu un to pašu bezdarba bumbu. Vienlaikus maksa tika sadalīta vienādi starp bumbām, kas samazināja mācību maksu. Mijiedarbības spēka jaunā vērtība tika noteikta eksperimentāli.
Kulona likums.. Coulomb eksperimenti izraisīja likuma noteikšanu, pārsteidzoši atgādinot pasaules smaguma likumu. Divu mijiedarbības spēks maksa par vietas Vakuumā tas ir tieši proporcionāls produktam maksas moduļiem un apgriezti proporcionāls laukumam attāluma starp tiem . Šis spēks tiek saukts kulons.
Ja izrakstāt maksas moduļus cauri | q 1 |un | q 2 |un attālums starp tiem cauri r., Tad Coulon likumu var rakstīt šādā formā:

kur k. - proporcionalitātes koeficients, skaitliski vienāds ar vienreizējas nodevu mijiedarbības spēku attālumā, kas vienāds ar garuma vienību. Tās vērtība ir atkarīga no vienību izvēles.
Tāda pati veidlapa (14.2) ir likums globālā smaguma, tikai tā vietā, lai likumā smaguma, sastāv no masas, un loma koeficienta k.lugas gravitācijas konstante.
Ir viegli atklāt, ka divas uzlādētas bumbiņas, kas tiek apturētas uz pavedieniem vai nu piesaista viens otram vai atvairīt. No tā izriet, ka divu fiksēto punktu mijiedarbības spēki ir vērsti pa taisnu līniju, kas savieno šos maksājumus ( 14.4.). Šādus spēkus sauc par centrālo. Saskaņā ar trešo Newton likumu .

Kulon likuma atklāšana ir pirmais konkrētais solis elektriskās maksas īpašību pētījumā. Elektriskās lādiņa klātbūtne mazās struktūrās vai elementārajās daļiņās nozīmē, ka tie mijiedarbojas viens ar otru ar likumu par Coulon.

???
1. Kāda ir Pasaules komitejas likuma līdzība un atšķirība un atdzist likums?
2. Ar to, kādā stāvoklī iekasētā iestāde var tikt uzskatīta par punktu maksu?

G. Y. Mikishev, B.B. BUKHOVTSEV, N.N.SOTKY, fizika 10

Nodarbības dizains Abstrakts nodarbība Atsauces rāmja prezentācijas nodarbību paātrinājuma metodes Interaktīvās tehnoloģijas Prakse Uzdevumi un vingrinājumi pašpārbaudes darbnīcu, apmācības, lietas, quests mājas uzdevumi Diskusija rada retoriskos jautājumus no studentiem Ilustrācijas Audio, videoklipi un multimedija Fotogrāfijas, attēli, galdi, humora shēmas, joki, joki, komiksi, sakāmvārdi, teicieni, krustvārdu mīklas, citāti Papildinājumi Kopsavilkums Raksti mikroshēmas ziņkārīgiem krāpnieciskām loksnēm mācību grāmatas pamata un papildu globusi citi noteikumi Uzlabot mācību grāmatas un nodarbības Fiksēšanas kļūdas mācību grāmatā Atjaunināšana fragments mācību grāmatā. Inovācijas elementi nodarbībās, aizstājot novecojušas zināšanas Tikai skolotājiem Ideālas nodarbības Kalendāra plāns gadā pamatnostādnes Diskusiju programmas Integrētās nodarbības

Ja jums ir labojumi vai ieteikumi par šo stundu,

Elektrostatikas galvenā likums: mijiedarbības stiprums F starp divām punktu nodevām vakuumā ir proporcionāls maksām Q 1 un Q 2 un apgriezti proporcionāli attāluma laukumam R starp tām: F \u003d K (Q 1 * Q 2 / R2), K - proporcionalitātes koeficients atkarībā no sistēmas vienību izvēles. Force F sauc par Coulombu. k \u003d 1 / 4πε 0 (ε 0 - elektriskā konstante \u003d 8.85 * 10 -12 f / m)

Mazākais elektrisko lādiņu modulis, kuram var būt ķermenis vai pamatskolas daļiņa brīvā svārstībā. Elementārā maksa Tas ir vienāds ar protonu vai elektronu uzlādes moduli: E \u003d 1,6 * 10 -19 cl. Tas tika pierādīts miljonos un Ioffe.

Elektrostatiskais lauka stiprums. Lauku stiprības vektora elektroenerģijas līnijas.

N.e.p. Šajā brīdī ir fiziskais daudzumsSaskaņā ar spēku, kas darbojas vienā pozitīvā uzlādē, kas atrodas šajā jomā lauka: E \u003d f / q (v / m).

Grafiski elektrostatiskais lauks ir attēlots, izmantojot sprieguma līnijas (elektropārvades līnijas), kas iet, lai tangenti uz tiem katrā punkta telpā sakrita virzienā spriedzes šajā punkta punktā. Spriedzes līnijas nekad krustojas. Priekš vienota lauks Spriedzes līnija paralēli sprieguma vektoram.

Elektrostatiskās lauka intensitātes vektora plūsma.

Sprieguma līniju skaits, kas pārņem virsmas vienību, kas ir perpendikulāra intensitātes līnijām, jābūt vienādam ar E. vektoru, tad sprieguma līniju skaits, kas caurlaidas elementāro platformu DS, parasto N, kas veido leņķi α ar vektoru e , Vienāds ar Edscos α \u003d e n ds, kur e n - komponents vektora e virzienā normālu n uz vietni. DF E \u003d E N DS \u003d EDS vērtība tiek saukta par sprieguma vektoru plūsmu, izmantojot DS platformu.

Teorēma Gauss-Ostrogradsky par e.st. Lauki.

Spriedzes plūsma e.st. Vakuuma lauki caur patvaļīgu slēgto virsmu ir vienāda ar ieslodzīto algebrisko daudzumu šajā nodevu virsmā, dalīts ar ε 0: F E \u003d 1 / ε 0 Σ Q i.

E.s. Vienmērīgi uzlādēta bezgalīga plakne.

Bezgalīga plakne, kas iekasēta ar nemainīgu virsmas blīvums + Σ. Sprieguma līnijas ir perpendikulāra aplūkojamā plaknei un ir vērstas uz to abos virzienos. Kā slēgta virsma, mēs iezīmējam cilindru, kuru bāzes ir paralēlas uzlādētajai plaknei, un ass ir perpendikulāra tai. Tā kā veidojošie cilindri ir paralēli spriedzes līnijām (cos α \u003d 0), tad sprieguma vektora plūsma caur cilindra sānu virsmu ir nulle, un pilna plūsma caur cilindru ir vienāda ar plūsmu daudzumu caur tās Base, tas ir, ir 2es. Spriedze ir E \u003d Σ / (2ε 0). Vienmērīgi uzlādēta plakne vienmērīgi.

E.s. Vienmērīgi uzlādēta bezgalīga līnija.

Elektrostatiskais lauks, ko veido bezgalīgs vienmērīgi uzlādēts līnija, ir nehomogēna.

Apgriezti proporcionāli attālums. Jo tuvāk, jo vairāk spriedzes, jo tālāk, mazāk spriedzi. E \u003d τ / 2πε 0 r

Darba spēki E.S. Lauki. Elektriskais potenciāls.

Potenciāls φ (c) jebkurā e.st. Lauki ir fiziska vērtība, ko nosaka potenciālā enerģija Viens pozitīva maksašajā brīdī: φ \u003d 1/4πε 0 * Q / R.

El.s. spriedze Lauki un iespējamā punkta maksa.

Elektrisko lauku raksturo arī potenciāls - enerģētiskā vērtība, kas ir vienāda ar pozitīvas vienības punkta uzlādes iespējamo enerģiju, kas ievietots noteiktā punktā: φ \u003d wn / q (W n - elektriskās maksas mijiedarbības potenciālā enerģija Lauks, šīs maksas daudzums. Potenciālā dimensija sistēmā SI: volt).

Spriedzes ELS komunikācija Potenciālie lauki.

El.s. spriedze lauki - jaudas raksturojums, Potenciāls - enerģijas raksturojums Lauki. Darbs pie vienas pozitīvas maksas kustības no viena punkta uz citu pa x ass ir vienāda ar e x dx, tas pats darbs ir φ 1 - φ 2 \u003d -Dφ. Pieaugiet, mēs varam rakstīt e x \u003d - δφ / ΔH. No gradienta definīcijas izriet, ka e \u003d -grad φ, tas ir, lauka spriedze ir vienāda ar potenciālo gradientu ar mīnus zīmi. Mīnusa zīmi nosaka fakts, ka sprieguma e lauka vektors ir vērsts pret potenciāla samazināšanos.

Vadītāji ELS. lauks.

Pārvietojot diriģentu uz ārējo e-pastu Lauks vai vēstījums viņam ir jāmaksā par diriģenta maksām, darbosies ELS. Laukā, kā rezultātā viņi sāks kustēties. Maksājumu pārvietošana turpinās, līdz tiek izveidots līdzsvara nodevu sadalījums, kurā ELS. Lauks diriģenta iekšpusē apelācijas līdz nullei. Tātad, lauka stiprums visos diriģenta punktos ir nulle: e \u003d 0. lauka trūkums diriģenta iekšpusē nozīmē, ka potenciāls visos diriģenta iekšpusē ir nemainīgs, tas ir, diriģenta virsma e-pastā Lauks ir aprīkots ar ekvivalentu. Ja diriģents informē kādu uzlādi Q, tad nekompensētas maksas atrodas tikai uz vada virsmas. Tā kā lauks diriģenta iekšpusē nav, vektora d plūsmu caur slēgtu cilindrisku virsmu nosaka tikai strāva caur cilindra ārējo bāzi. D \u003d Σ. Tādējādi ELS spriedze. Lauki pie vadītāja virsmas nosaka ar maksas blīvumu. Ja ārējam laukam tiek pievienots neitrāls diriģents, tad bezmaksas maksas pārvietosies: "+" pēc lauka, "-" pret laukumu. Vienā galā, pārmērīgs pozitīvu maksu, no otras puses uzkrājas - negatīva pārsniegums. Šīs izmaksas sauc par inducētu. Fenomena pārdale virsmas maksas Uz diriģenta VN ārēji el.s. Lauku sauc par elektrostatisko indukciju. Uzlādes īpašums atrodas uz ārējās virsmas vadītājs, ko izmanto elektrostatisko ģeneratoru ierīcei.

Vadītāja elektriskā jauda.

Noslēgta diriģenta potenciāls ir tieši proporcionāls diriģenta nodevai. Dažādi diriģenti tikpat iekasēti, ņem dažādus potenciālus. Q \u003d Cφ. Vērtība C \u003d Q / φ tiek saukta par izolētā diriģenta elektrisko jaudu. No Noslēgta diriģenta jauda tiek noteikta ar maksu, kurā diriģents palielina savu potenciālu uz vienu vienību. Diriģenta kapacitāte ir atkarīga no tā lieluma un formas, bet nav atkarīgs no materiāla, kopējā valsts, dobumu forma un lielums diriģenta iekšpusē. Tas ir saistīts ar to, ka pārmērīgas izmaksas tiek izplatītas uz ārējās virsmas diriģenta. Jauda ir atkarīga arī no diriģenta vai tās potenciāla maksas. Mērvienība - Farad.

Plakanais kondensators.

Saskaņā ar kondensatora kapacitāti ir fiziska vērtība, kas vienāda ar attiecību Quate Q uzkrāto kondensatoru, uz iespējamo atšķirību (φ 1 - φ 2) starp tās plāksnēm: C \u003d q / (φ 1 - φ 2). Plakanais kondensators sastāv no divām paralēlām metāla plāksnēm ar platību S katrā, kas atrodas viena otras un pārvadātāju maksas + Q un -Q attālumā. Ja attālums starp plāksnēm nepietiek, tad malas efektus var atstāt novārtā, un lauks starp plāksnēm tiek uzskatīts par viendabīgu. Ja starp plāksnēm ir dielektrisks, potenciālā atšķirība starp tām φ 1 - φ 2 \u003d Σd / (ε 0 ε), kur ε ir vidēja dielektriskā caurlaidība, kas piepilda telpu starp plāksnēm. Tad, nomainot Q \u003d σS, mēs iegūstam: c \u003d ε 0 εs / d.

Enerģijas uzlādēts diriģents un kondensators. Punktu maksu enerģijas sistēma.

Ļaujiet tur būt noslēgts diriģents, maksa, konteiners un kuru potenciāls ir attiecīgi Q, C, φ. Palaidiet šo diriģentu uz DQ. Lai to izdarītu, jums ir jānodod maksas dq no bezgalības uz vada virsmu, pavadot darbu: da \u003d φ dq \u003d cφ d d. Lai uzlādētu ķermeni no nulles potenciāla φ, jums ir nepieciešams strādāt: a \u003d ∫ cφ dφ \u003d cφ 2/2. No iekasētā diriģenta enerģija ir vienāda ar darbu, kas ir jādara, lai uzlādētu šo diriģentu: w \u003d cφ 2/2 \u003d qφ / 2 \u003d Q 2 / (2c).

Kā uzlādēts diriģents kondensatoram ir enerģija, kas ir saskaņā ar vienādu: W \u003d C (Δφ) 2/2 \u003d qδφ / 2 \u003d Q 2 / (2C), kur Q ir kondensatora maksa, C - konteiners, Δφ ir potenciālā atšķirība starp stendiem.

Tādēļ elektriskie mijiedarbības spēki ir konservatīvi, tāpēc maksas sistēmai ir potenciāla enerģija. Atrast iespējamo enerģiju sistēmas divu fiksēto punktu maksu Q1 un Q2, kas atrodas attālumā r. Katram no šiem maksājumiem citā jomā ir potenciāla enerģija: w \u003d q 1 φ 12 \u003d q 2 φ 21 \u003d ½ (Q 1 φ 12 + Q 2 φ 21). Noteiktu maksājumu gadījumā enerģijas mijiedarbības enerģija ir vienāda ar: W \u003d ½ Σ Σ φ i

Paralēli un sērijas savienojums kondensatoru. Darbības sprieguma kondensatori.

Sekoti saistītie kondensatori visu platju apsūdzības ir vienādas ar moduli un iespējamo atšķirību uz akumulatora klipiem δφ \u003d Σ Δφ i, kur jebkuram no apsūdzotajiem kondensatoriem Δφ i \u003d q / c i. No otras puses, δφ \u003d q / c \u003d σ (1 / c i), no kurienes 1 / c \u003d Σ (1 / c i), tas ir, konteineru apgrieztās korekcijas tiek apkopotas ar secīgu savienojumu kondensatori. Tādējādi, ar secīgu savienojumu, iegūtais konteiners vienmēr būs mazāks par mazāko trauku, ko izmanto akumulatorā.

Paralēli savienoti kondensatori, potenciālā atšķirība uz kondensatora plāksnēm ir tāda pati un vienāda ar φ a - φ. Ja atsevišķu kondensatoru C1, C2 .... jauda. , tad viņu maksas ir vienādas ar Q 1 \u003d C1 (φ a - φ c) Q 2 \u003d C 2 (φ A - φ c) .... un kondensatora akumulatora uzlāde Q \u003d Σ qi (c 1) + C 2 + ...) (Φ A - φ c). Akumulatora kopējā ietilpība C \u003d q / (φ A - φ c) \u003d C1 + C 2 + ... \u003d Σ C1, tas ir, ar paralēlu savienojumu ar kondensatoru, tas ir vienāds ar summu atsevišķu kondensatoru konteineri.

Kondensatori raksturo sadalījuma spriegums - iespējamā atšķirība starp kondensatora plāksnēm, kurās notiek sadalījums - elektriskā izlāde caur dielektrisko slāni kondensatorā. Štancēšanas spriegums ir atkarīgs no plāksnēm, dielektriskās un tās biezuma īpašībām.

Ģenerators Wang de Grafa.

To veido sfērisks dobs vadītājs, kas pastiprināts uz izolatoriem. Pārcelšanās bezgalīga lente no gumijas auduma tiek uzlādēts no sprieguma avota, izmantojot malu sistēmu, kas savienota ar vienu no avota stabiem, otrais pole, kas ir pamatots. Zema plāksne uzlabo maksājumus no lentes no lentes. Vēl viena skaidrības sistēma noņem lādiņus no lentes un nosūta tos uz dobu bumbu, un viņi dodas uz ārējo virsmu. Tādējādi sfēra pakāpeniski nosūta lielu maksu un var sasniegt atšķirību vairāku miljonu voltu iespējamos.

Vispārējs enerģijas vienība - EV un tā savienojums ar džoulu.

1 eV vienāds ar darbuLauki, ko veic laukā, kad tiek pārvietots elementārā elektriskā lādiņa (maksa ir vienāda ar elektronu), ja iespējamā atšķirība tiek nodota 1 V. Tā kā elektronu uzlāde ir 1,6 * 10 -19 KL, tad 1 EV \u003d 1.6 * 10 -19 J.

17. Polar un ne-polārie dielektriķi. Elektriskā dipols. El. Dipola brīdi. Polarizācija. Vektora polarizācija. Polarizējamības dielektriskais. SolTage ELS samazināšana Lauki dielektriskajā salīdzinājumā ar lauka spriegumu vakuumā. Dielektriskā konstante. Segnetoelektriķi.

Pirmā dielektrisko vielu grupa (N2, H 2, O 2, CO 2) padara vielu, kura molekulām ir simetriska struktūra, tas ir, smaguma centri + un - maksājumi, ja nav ārējo elektriskais lauks Līdz ar to molekulas p dipols ir nulle. Šādu dielektrisko molekulas sauc par ne-polāriem. Otrā dielektrisko grupu (H 2 O, NH 3, SO 2) padara vielu, kura molekulām ir asimetriska struktūra, tas ir, smaguma centri + un - maksājumi nesakrīt. Tādējādi šīm molekulām, ja nav ārējā elektriskā lauka, ir dipola moments. Šādu dielektrisko vielu molekulas sauc par polāro.

Elektriskā dipola sistēma ir divu vienāda moduļa multi-dimensiju nodevu (+ Q, -Q), attālums l, kas ir ievērojami mazāks par attālumu līdz attiecīgajiem punktiem.

Vector p \u003d | Q | L, kas sakrīt virzienā ar dipola plecu un vienādu uzlādi | Q | Uz pleca 1, ko sauc par dipola elektrisko brīdi.

Polarizācijas vektors P, kas definēts kā dielektriskās tilpuma vienības dipols.

Polarizējamība - atomu, jonu un molekulu spēja elektriskajā laukā E. Iegūstiet dipola momentu p.: p. =α E.. Proporcionalitātes koeficientu sauc arī par polarizējamību.

Vidēja dielektriskā caurlaidība rāda, cik reizes lielāks par mijiedarbību starp maksām šajā vidē ir mazāks par to spēku F 0 mijiedarbības vakuumā: ε \u003d f 0 / f

Segroelectrics ir daži dielektriķi ar spontānu polarizētu temperatūru noteiktā temperatūras diapazonā, tas ir, polaritāte izpratnē ārējā elektriskā lauka.

Vektors elektriskā indukcija Un tā savienojums ar lauka stiprības vektoru. Gauss-Ostrobrough teorēma, izmantojot elektrisko indukcijas vektora koncepciju.

Jauda un līdzstrāvas blīvums. Ampere.

Pašreizējā jauda I - skalāra vērtībanosaka elektriskā lādiņa, kas iet caur vada šķērsgriezumu uz vienības laiku: i \u003d dq / dt. Pašreizējā, jauda un virziens laika gaitā nemainās, to sauc par nemainīgu. Par to, i \u003d q / t. Fizisko vērtību, ko nosaka strāvas šķērsošana caur vada šķērsgriezuma laukuma vienību, kas ir perpendikulāra pašreizējam virzienam, sauc par pašreizējo blīvumu: j \u003d i / s (A / m 2) .

Trešā ballīte. Pašreizējā avota EMF. Vienādas un ķēdes vienādas un nehomogēnās sekcijas.

Neelektrisko izcelsmes spēki, kas darbojas uz maksām par pašreizējo avotu pusēm, sauc par trešo personu spēkiem. Trešās puses spēks, pārvietojot elektriskās lādiņus, veiciet darbu. Fiziskais daudzums, ko nosaka trešo personu spēku darbs, kad tiek saukta par vienu pozitīvu maksu, sauc EMF: ε \u003d A / Q 0.

Ķēdes gabals, kur EDC ir nulle, sauc par viendabīgu vietu.

Uz neomogēnu gabals Pašreizējo pārvadātāju ķēdes, izņemot elektrostatiskos spēkus, arī trešo personu spēkus.

OHMA likums vienāds gabals ķēdes.

Pašreizējais es strāvas plūstošs pa viendabīgu metāla vadu ir proporcionāls spriegumam U galos diriģenta: i \u003d u / r, kur r ir vadošā pretestība. Vienādojums pauž OHM likumu attiecībā uz ķēdes sadaļu: pašreizējā pašreizējā diriģents ir tieši proporcionāls pielietotajam spriegumam un apgriezti proporcionāla pretestības pretinieku. 1 Ohm - šāda diriģenta pretestība, kurā 1V plūsmu spriegumā d.C. spēks 1a.

Ohm likums var būt pārstāvēts dif. Forma: I / S \u003d 1 / ρ * u / l, kur vērtība ir 1 / ρ \u003d γ, atpakaļgaita Īpaša pretestība, To sauc par specifisku elektroenerģiju. Viņas vienība ir Siemens. Ņemot vērā, ka U / L \u003d E ir elektriskā lauka izturība vadā, I / S \u003d J - pašreizējais blīvums. Tad to var rakstīt uz formulu: J \u003d γe - Ohm likums diferenciālā formā, pievienojot pašreizējo blīvumu jebkurā punktā diriģenta iekšpusē ar elektrisko lauka izturību tajā pašā punktā.

Pretestība. CD rezistences atkarība no temperatūras. Diriģenta rezistences aprēķins (metālisks)

Darba attiecība elektriskā pretestība Explorer un tās teritorija līdz diriģenta garumam. CD rezistence ir skaitliski vienāda ar pretestību vadītāja ar formu taisnā cilindrā ar šķērsgriezuma platību 1 m 2 un garums 1 m. Apzīmē ρ. Vienība si om * m.

Daudzu metālu un to sakausējumu izturība ar ļoti zemas temperatūras T uz (0,14 - 20 K), ko sauc par kritisku, raksturīga katras vielas, ir jūtami samazinājās līdz nullei, tas ir, metāls kļūst par absolūtu diriģents. Šī parādība ir izskaidrota, pamatojoties uz kvantu teoriju.

ρ \u003d ρ 0 (1 + αt) un R \u003d R 0 (1 + αt), kur ρ un ρ 0 ir pretestība un R un R 0 - vada pretestība pie t un 0 c, α ir temperatūras koeficients . Tas nozīmē, ka rezistences atkarību no temperatūras var attēlot kā r \u003d αr 0 t, kur t ir termodinamiskā temperatūra.

23. Paralēli un konsekventi savienojumi rezistori (aktīvās pretestības).

Ar secīgu savienojumu vadītājiem to pretestību, tie ir salocīti: r \u003d R1 + r 2 + r n, un ar paralēli - pretējās vērtības pretestības tiek apkopotas.

Pirmais un otrais Kirchhoff noteikums elektriskajām shēmām.

algebriskā daudzums strāvu pulcēšanās mezglā ir nulle: Σ i k \u003d 0. Tajā pašā laikā, straumes ienākošās (+) un atstājot (-) no mezgla tiek ņemti ar dažādām zīmēm.

Jebkurā slēgtā ķēdē, kas ir patvaļīgi izvēlēts sazarotā ķēdē, algebriskā apjoms darbu pašreizējā II attiecībā pret rezistenci R i no atbilstošajām sadaļām šīs ķēdes ir vienāds ar algebrisko summu EMF ε K, kas atrodams šajā ķēdē : Σ iiri \u003d Σ ε

Slodzes koordinācija ar DC avotu varā.

Viendabīgs diriģents, uz kuru tiek izmantots u. DT laikā maksa Q \u003d IDT tiek pārsūtīts, izmantojot diriģenta šķērsgriezumu. Tā kā strāva ir kustība maksas Q zem darbības elektriskā lauka, tad darbība pašreizējā da \u003d qu \u003d udt. Ja pretestība vadītāja r, tad, izmantojot OL likumu, mēs iegūstam da \u003d i 2 rdt \u003d u 2 / r dt. No tā izriet, ka strāvas p \u003d dt \u003d ui \u003d i 2 r \u003d u 2 / r jauda.

Pašreizējās blīvuma atkarība no maksas pārvadātāju virziena kustības ātruma. Maksas pārvadātāju mobilitāte.

Sprieguma un strāvas izturības mērījumi.

Volt - elektriskās sprieguma vienība, atšķirība elektriskie potenciāli, EAF. 1 in - elektriskais spriegumsizraisot pastāvīgu strāvu 1A ar 1 W.

Ampere - spēka vienība elektriskā strāva. Vienāds ar varu nemainīgs strāva, kas iet pa diviem paralēliem taisnām vadiem bezgalīgs garums un nenozīmīga neliela apļveida šķērsgriezuma platība, kas atrodas vakuumā 1 m attālumā no otras puses, katrā diriģenta sadaļā bija vienāds ar 2 * 10 -7 n .

Metālu elektriskās vadītspējas teorija Druda Lorentz.

Atpakaļ 1900. gadā, Vācijas zinātnieks P. Druda, pamatojoties uz hipotēzi par brīvu elektronu esamību metālos izveidoja elektronisku teoriju vadītspēja metālu. Šī teorija ieguva attīstību Nīderlandes fizikas darbos H. Lorenz un to sauc par klasisko elektronisko teoriju. Saskaņā ar šo teoriju, elektroni metālos rīkojas kā elektroniskā gāze, daudzos aspektos līdzīgi kā perfektu gāzi. Elektroniskā gāze piepilda atstarpi starp joniem, kas veido metāla kristāla režģi.

Sakarā ar mijiedarbību ar joniem elektroni var atstāt metālu, tikai pārvarot tā saukto potenciālo barjeru. Šīs barjeras augstumu sauc par izejas darbību. Ar parasto (istabu) temperatūru elektroniem trūkst enerģijas, lai pārvarētu iespējamo barjeru. Abi joni veido režģi un elektroni ir iesaistīti termiskā kustībā. Joni veic siltuma svārstības netālu no līdzsvara pozīcijām - mezgli kristāla režģis. Bezmaksas elektroni pārvietojas haotiski un to kustības sejas ar režģa joniem. Šādu sadursmju rezultātā termodinamiskais līdzsvars ir izveidots starp elektronu gāzi un režģi. Saskaņā ar Dreudes-Lorenz teoriju elektroniem ir tāda pati vidējā siltuma kustības enerģija, kā arī viena sviesta ideālā gāzes molekulas.

Magnētiskā brīža ķēde ar strāvu. Magnētiskā lauka darbība kontūrā ar strāvu. Magnētiskā indukcija.

Ir \u003d isn \u003d p m (kontūras magnētiskais brīdis ar strāvu (AM 2))

Magnētiskajam laukam ir orientējoša darbība uz rāmja ar strāvu, pagriežot to noteiktā veidā. Šis rezultāts ir saistīts ar noteiktu magnētiskā lauka virzienu. Par magnētiskā lauka virzienu šajā brīdī virziens tiek ņemts, pa kuru ir pozitīva normāla rāmī. Magnētiskā lauka virzienā var veikt arī virzienu, kas sakrīt ar spēka virzienu, kas darbojas šajā brīdī, kas darbojas uz bultiņas Ziemeļpolu.

Magnētiskā indukcija - Vector fiziskā vērtība ir vienāda maksimālā jaudaDarbojoties magnētiskā lauka daļā uz vienu pašreizējo elementu: b \u003d f / il. (Tl)

Bio-Savara Laplas likums.

Diriģents ar pašreizējo I, kuru elements DL izveido kādā punkta indukcijas db lauka: dB \u003d μ 0 μ / 4π * i / r 3

DB virziens ir perpendikulārs DL un R, kas ir, kas ir perpendikulāra plaknei, kurā tie atrodas, un sakrīt ar magnētiskās indukcijas līnijas pieskari. Šo virzienu var atrast saskaņā ar magnētiskās indukcijas noteikumu (pareizās skrūves noteikums): skrūves galvas rotācijas virziens dod db virzienu, ja Bouwn reproduktīvā kustība atbilst pašreizējam virzienam elementā .

DB vektora moduli nosaka izteiksme: dB \u003d μ 0 μ / 4π * idl sinα / r 2

Redilināras un bezgalīgas diriģenta magnētiskais lauks ar strāvu.

Patvaļīgā punktā, noņemts no diriģenta ass līdz attālumam R, DB vektori no visiem pašreizējiem elementiem ir tāds pats virziens, kas ir perpendikulārs zīmēšanas plaknei. Tāpēc DB vektoru pievienošanu var aizstāt, pievienojot to moduļus. Kā pastāvīgu integrāciju, izvēlieties leņķi α, izsakot visas citas vērtības caur IT: R \u003d R / Cosα, DL \u003d RDα / Cosα. Aizstājot magnētiskās indukcijas formulu, mēs iegūstam: dB \u003d μ0 μI / 4πR * Sinαdα. Tā kā leņķis α ir atšķirīgs visiem elementiem no 0 līdz π, tad b \u003d ∫db \u003d μ 0 μI / 4πR ∫ sinαdα \u003d μ 0 μ / 4π * 2i / r.

32. Magnētiskais lauks uz pagrieziena ass ar strāvu.

B \u003d μ 0 IR 2/2 (R2 + B 2) 3/2

33. Power of Ampere. Divu paralēlu, taisnu, bezgalīgu vadītāju mijiedarbību.

DF spēks, ar kuru magnētiskais lauks darbojas uz diriģenta DL elementa ar strāvu, kas atrodas magnētiskā laukā, ir tieši proporcionāls pašreizējā I diriģenta un elementa vektora produkta stiprībai Garums DL diriģents uz magnētiskās indukcijas B: DF \u003d i

Divas bezgalīgas taisnas līnijas paralēlās pašreizējās I 1 un I 2, attālums starp kuru ir vienāds ar R. Katrs diriģents rada magnētisko lauku, kas darbojas saskaņā ar AmPer likumu citam diriģentam ar strāvu. Pašreizējais i 1 izveido magnētisko lauku ap sevi, magnētiskā indukcijas līnija ir koncentrisks aplis. Vector B 1 virzienu nosaka ar pareizās skrūves noteikumu, tā modulis ir: b 1 \u003d μ 0 μ / 4π * 2i 1 / R. Force DF 2 virziens, ar kuru laukumu 1 darbojas otrajā pašreizējā DL sadaļā, nosaka kreisās puses noteikums. Spēka modulis, ņemot vērā to, ka alfa ogles starp elementiem pašreizējā I 2 un vektors 1 taisni ir vienāds ar: df 2 \u003d i 2 b 1 dl vai df 2 \u003d μ 0 μ / 4π * 2i 1 i 2 / rdl.

DF 1 jauda, \u200b\u200bar kuru pašreizējā i 2 magnētiskais lauks darbojas uz pirmā diriģenta elementa DL ar strāvu I 1, kas vērsta uz pretējo virzienu un ir vienāds ar DF \u200b\u200bmoduli 1 \u003d i 1 b 2 dl \u003d μ 0 μ / 4π * 2I 1 I 2 / RDL. Līdz ar to DF 1 \u003d DF 2, tas ir, divas paralēlas strāvas tāda paša virziena piesaista viens otram ar jaudu DF \u003d μ 0 μ / 4π * 2i 1 i 2 / rdl. Ja straumēm ir pretēji norādījumi, tad izmantojot kreisās puses noteikumu, var pierādīt, ka atgrūšanas spēks darbojas starp tām.

34. Lorentz jauda.

Lorentz spēku sauc par spēku, ar kuru magnētiskā lauka darbojas kustīgajā uzlādē: F L \u003d BQVSINα, kur Q ir maksa, V ir maksas ātrums, α ir leņķis starp ātruma vektoru un indukcijas vektoru. Lorentz spēka virzienu nosaka, izmantojot kreisās puses noteikumu.

35. Pilnīga strāva.

Vectora B aprite Saskaņā ar patvaļīgu slēgto kontūru ir vienāda ar magnētiskās konstantes μ 0 par algebrisko strāvu daudzumu, uz kurām attiecas šī ķēde: ∫ (l) bdl \u003d ∫ (l) bl dl \u003d μ 0 Σ I k.

36. Bezgalīgas garas solenoīda un toroidālā spoles magnētiskais lauks.

Solenoid ir cilindriska spole, kas sastāv no daudziem pagriezienu, vienmērīgi brūces uz kopējā kodola. Bezgalīgi garas solenoīda magnētiskais lauks ir viendabīgs un pilnībā koncentrējies uz šo solenoīdu. Ārējais solenoīda magnētiskais lauks Nav: B \u003d μ 0 NJ

Toroīds ir gredzena spole, kura spoles ir brūces uz kodola ar torusa formu. Toroidālā spolē ar strāvu tās pagriezieniem magnētiskais lauks ir koncentrēts šajā torīda iekšpusē. Ārpus spoles lauka trūkst. Ja diametrs ir daudz mazāk nekā toroīda rādiuss, magnētiskā indukcija torīda iekšpusē ir vienāda visur, tas ir, magnētiskais lauks iekšpusē spole ir viendabīgi, un magnētiskā indukcijas vektora virziens pieskaroties spēka līnijapārstāvot apli: b \u003d μ 0 nj / 2πr

37. Hall efekts.

Šis rašanās metāls ar pašreizējo blīvumu j, kas ievietots magnētiskā laukā B, elektriskais lauks virzienā perpendikulāri B un J.

Mēs novietojam metāla plāksni ar pašreizējo blīvumu j magnētiskajā laukā B, perpendikulāri J. Veltnē, j, ātrums pašreizējo pārvadātāju metāla - elektroni ir vērsta uz kreiso. Elektroni piedzīvo Lorentz spēka spēku, kas šajā gadījumā ir vērsta uz augšu. Tādējādi plāksnes augšējā mala rodas palielināta elektronu koncentrācija. Tā rezultātā starp plāksnes malām ir papildu šķērsvirziena elektriskā lauka, kas vērsta uz augšu. Kad spriedze e šajā šķērsvirziena jomā sasniedz šādu vērtību, ka tās rīcība par maksām līdzsvaros Lorentz spēku, tiks izveidots stacionārais nodevu sadalījums šķērsvirzienā. Tad tas ir \u003d EΔφ / A \u003d EVB vai Δφ \u003d VBA, kur A ir platums plāksnes, Δφ ir šķērsvirziena atšķirība potenciālu.

38. uzlādēts daļiņu magnētiskā laukā.

F l┴ v f l┴ dr da \u003d f l * dr \u003d f l dr cosα (90) \u003d 0

Lorentz spēks nedara! Tā kā spēka vektors vienmēr ir perpendikulārs transportlīdzekļa vektoram. Mainiet uzlādētu daļiņu enerģiju, kas lidoja magnētiskajā laukā, nevar (nevar mainīt ātrumu). Tas maina tikai ātruma vektora virzienu. R \u003d mv / qb

Šī magnētiskā lauka rotācijas periods šajā magnētiskajā laukā nav atkarīgs no tā radinieka. Enerģija (no ātruma). T \u003d 2πm / qb

39. Lineārie un cikliskie paātrinātāji uzlādētu daļiņas.

Paātrinātāji - Ierīces, kurās tiek izveidotas elektrisko un magnētisko lauku darbībā un augstas enerģijas uzlādētu daļiņu sijas.

Lineārā akselerators: tiek veikta daļiņu paātrināšana elektrostatiskais lauksizveidots ar augstsprieguma ģeneratoru. Uzlādētā daļiņa pāriet lauka vienu reizi: maksas q, kas iet cauri potenciālu atšķirību φ 1 -φ 2, iegūst enerģiju w \u003d q (φ 1-2).). Šādā veidā daļiņas tiek paātrinātas līdz 10 MEV.

Lineārā rezonanses akselerators: uzlādētu daļiņu paātrinājums tiek veikts ar mainīgu elektrostatisko jomu ultra-augstas frekvences, sinhroni mainās ar daļiņu kustību.

Cyclotron ir cikliska rezonanses paātrinātājs smago daļiņu.

Phazotron ir cikliskā rezonanses paātrinātājs smago daļiņu, kurā kontroles magnētiskais lauks ir pastāvīgi, un biežums paātrinošā elektriskā lauka lēnām mainās ar periodu.

Sinhrotron

Sinhrophasotron

Betatron

40. Masveida spektrālās ierīces.

41. Magnētiskais lauks pēc būtības. Magnētiskā jutība un magnētiskā caurlaidība. Magnetizācijas vektors. Magnētiskā lauka spriedze un tā savienojums ar magnētisko indukciju.

Vector magnētiskā indukcija no iegūtā magnētiskā lauka magnēts ir vienāds ar vektora summu magnētiskās indukcijas ārējā laukā 0 un lauka mikrotoks ': B \u003d pie 0 + in', kur ir 0 \u003d μ 0 n, b '\u003d μ 0 j, tad b \u003d μ 0 h + μ 0 j vai v / μ 0 \u003d H + J.

Kā pieredze rāda, rindu laukos magnetizācija ir tieši proporcionāla lauka intensitātei, kas izraisa magnetizāciju, tas ir, j \u003d χh, kur χ ir dimensijas vērtība, ko sauc par vielas magnētisko jutību. Diamagnetikai, negatīvai, paramagnetikai ir pozitīva.

B \u003d μ 0 (1 + χ) N, no kurās h \u003d b / μ 0 (1 + χ). I μ \u003d 1 + χ dimensijas vērtība ir vielas magnētiskā caurlaidība - fiziskais daudzums, kas raksturo vidēja magnētiskās īpašības (viela). Tas parāda, cik reizes magnētiskā lauka indukcija viendabīgā vidē modulī ir atšķiras no magnētiskā lauka indukcijas 0 vakuumā. μ \u003d v / in 0. Vairumā vielu μ<1, за исключением ферромагнетиков.

Par kvantitatīvu aprakstu magnētiskajiem magnētiem, vektora lielums tiek ievadīts - magnētiskais punkts magnētikas vienība: j \u003d p / v \u003d σp a / v.

Maktrook magnētisko lauku apraksta N. intensitātes vektors viendabīga izotropiskā vidē. Magnētiskais indukcijas vektors ir saistīts ar sprieguma vektoru ar šādu attiecību: B \u003d μμ 0 H, kur μ ir magnētiskā caurlaidība, μ 0 ir a magnētiskā konstante.

42. atomu magnētiskie mirkļi. Diamagnetika un paramagnetika.

Elektrons pārvietojas apļveida orbītā atomā. Elektronu pārvietojas uz vienu no šādiem orbītiem ir līdzvērtīga apļveida strāvai, tāpēc tai ir orbitāls magnētiskais brīdis: p m \u003d ir \u003d EνS, kur i \u003d e ir pašreizējā pašreizējā, ν ir elektronu rotācijas frekvence orbītā, S ir orbītas zona. Ja elektrons pārvietojas pulksteņrādītāja virzienā, strāva ir vērsta pretēji pulksteņrādītāja virzienam un vektoru p m, saskaņā ar pareizās skrūves noteikumu, kas vērsta uz elektronu orbītā plakni.

Diamagnetikai - šādas vielas, ja nav ārējo magnētiskā lauka atomiem, ir nulles magnētiskais brīdis. Viņiem ir diamagnetisma īpašums - ar vielas atomu kustību ārējā magnētiskajā laukā, atoms parādās neliels magnētiskais brīdis, kas vērsts pret ārējo magnētisko lauku.

Paramagnetika - paramagnētiskie atomi, kas jau nav ārējā magnētiskā lauka, ir nevienlīdzīgs nulles magnētiskais brīdis. Bet, ja nav ārēja magnētiskā lauka, atomi ir haotiski.

43. Ferromagnētika.

Vielas ar spontānu magnetizāciju, tas ir, tās ir nemodas pat ārējā magnētiskā laukā. Tā kā magnetizācija palielinās, jumnetizācija no J vispirms aug ātri, tad lēnāk un beidzot sasniedz magnētisko piesātinājumu, kas nav atkarīga no lauka spēka. FerroMagnets ir lieliska vērtība μ. Katram Ferromagnet ir noteikta temperatūra, ko sauc par Curie punktu, kurā tas zaudē magnētiskās īpašības.

44. Magnētiskā plūsma.

Magnētiskās indukcijas plūsma caur jebkuru virsmu. Magnētisko plūsmu F caur virsmu s nosaka ar formulu f \u003d BS Cosα, kur α ir leņķis starp vektoriem un n. Magnētiskās plūsmas vienība - WBBER (WB)

45. Magnētiskais lauks Ring Electromagnet ar gaisa spraugu.

B \u003d nj / [(1 / μ 0 μ c) * l + (1 / μ 0 μ f) * L f) Ja es esmu<< l ф, то B= μ 0 μ ф N/l J

46. \u200b\u200bPirmais un otrais Kirchoff noteikums magnētiskajām ķēdēm.

2) Σ f i r mi \u003d σ ε mk

Otrais noteikums: slēgtā magnētiskā ķēde, algebriskā summa produktiem magnētisko plūsmas uz magnētisko pretestību, par kuru šīs plūsmas plūsmu, ir vienāda algebrisko summu magnētisko braukšanas spēku, kas darbojas šajā slēgtā ķēdē.

47. EMF elektromagnētiskā indukcija.

Ikreiz, kad magnētiskā indukcijas plūsma pārslēdzas ar ķēdes ķēdi, ķēdē notiek indukcijas strāva; Indukcijas strāvas rašanās norāda uz klātbūtni EDC ķēdē, ko sauc par EMF elektromagnētisko indukciju. Indukcijas strāvas un EMF lielums ir definēts tikai ar magnētiskās plūsmas maiņas ātrumu: ε ind \u003d df / dt.

48. Lenza noteikums.

Indukcijas strāva ir vērsta tā, lai tā magnētiskais lauks novērš magnētiskās plūsmas izmaiņas, kas izraisīja šīs indukcijas strāvas izskatu.

49. Generatora darbības princips maiņstrāva.

Rāmis rotē viendabīgā magnētiskajā laukā (B \u003d const), vienmērīgi ar leņķa ātrumu ω \u003d const. Magnētiskā plūsma, kas pieņemta ar rāmja rāmi, jebkurā laikā t ir vienāds ar f \u003d b n s \u003d bs cosα \u003d BS cosωt, kur α \u003d ωt ir rāmja rotācijas leņķis laikā t. Kad rāmis ir pagriezts, tas radīs mainīgu EMF indukciju ε ind \u003d - df / dt \u003d bsωsinωt, mainot laika gaitā ar harmonisko likumu. Ar sinωt \u003d 1 ε ind, maksimālais, tas ir, ε max \u003d BSω nosaka maksimālās vērtības, kas sasniegtas ar svārstīgām EMF. Jūs varat rakstīt ε ind \u003d ε max sinωt. Tādējādi, ja rāmis vienmērīgi rotē viendabīgā magnētiskajā jomā, tad EDC mainīgās izmaiņas harmonikas likumā.

50. Pašpārvalde. Induktivitāte. Bezgalīgi ilga solenoīda induktivitāte.

Pašduccus - indukcijas elektromotikas spēka (EMF) ierosināšana elektriskajā ķēdē, kad elektriskās strāvas izmaiņas notiek tajā pašā ķēdē. Pašpārvaldes EMF virzienu nosaka Lenz likums: ar pašreizējās spēka pieaugumu, pašindukcija novērš pašreizējās spēka pieaugumu un pašreizējās spēka samazināšanos, tās samazināšanos. Pašpārvaldes EMF ir tieši proporcionāls strāvas maiņas ātrumam: ε C \u003d -L DI / DT, kur L ir ķēdes induktivitāte, DI / DT ir iegūta no pašreizējās spēka momentānās vērtības laikā.

Induktivitāte ir fizisks daudzums, kas raksturo elektriskās ķēdes magnētiskās īpašības. Pašreizējā strāva vadošajā ķēdē rada magnētisko lauku apkārtējā telpā, un magnētiskā plūsma F, kas caurder ķēdi, tieši proporcionāli pašreizējā I:

F \u003d li. Proporcionalitātes koeficients L sauc par induktivitāti vai pašindukcijas koeficientu kontūras. Induktivitāte ir atkarīga no kontūras lieluma un formas, kā arī no vides magnētiskās caurlaidības. Unit Si - Henrijs (GG). Praktiski sadaļas ķēdes ar ievērojamu induktivitāti tiek veiktas induktivitātes spoles veidā. Lai palielinātu induktivitāti, tiek izmantoti spoles ar feromagnētiskiem serduriem. Ilgstoša solenoida induktivitāte, šķērsgriezuma laukums un garums l, vidē ar magnētisko caurlaidību μ ir vienāds ar l \u003d μμ 0 n 2 s / l.

51. Self-indukcijas emf ar spoles induktivitāti un ātruma izmaiņām pašreizējā tajā.

Ja strāva laika gaitā pieaug, tad di / dt\u003e 0 un ε ar< 0, то есть ток самоиндукции направлен навстречу току, обусловленному внешним источником, и тормозит его возрастание. Если dI/dt < 0 и ε с > 0, tas ir, indukcijas strāvai ir tāds pats virziens kā strāvas samazinājums ķēdē un palēnina tās samazināšanos. Tādējādi kontūra, kurai ir noteikta induktivitāte, iegūst elektrisko inerci, kas sastāv no tā, ka visas izmaiņas pašreizējā ir inhibēta un spēcīgāka par vairāk induktivitāti.

52. Pašreizējās stiprības maiņa, ieslēdzot ķēdi, kas satur induktivitāti.

Apsveriet strāvas izslēgšanas procesu ķēdē, kas satur pašreizējo avotu ar EDC ε, pretestību R un induktivitāte L. Ārējās EDC darbībā ķēdē ieplūst tiešā strāva i 0 \u003d ε / R. Laikā T \u003d 0, mēs izslēdziet pašreizējo avotu. Pašreizējais caur induktors L sāks samazināties, kas novedīs pie pašizdzesēšanas parādīšanās ε c \u003d -l di / dt, novēršot, saskaņā ar LENZ noteikumu, samazinot strāvu. Katrā laika brīdī strāva ķēdē nosaka likums i \u003d ε s / r, vai ir \u003d -l di / dt. Mēs uzskatām, ka i \u003d i 0 e - t / τ, kur τ \u003d l / r ir nemainīgs, ko sauc par relaksācijas laiku. τ - laiks, kura laikā pašreizējā pašreizējā samazināšanās. Tādējādi, atvienojot EMF avotu, strāvas spēks samazinās saskaņā ar eksponenciālo likumu. Jo lielāka ir ķēdes induktivitāte un mazākas pretestību, jo vairāk τ un lēnāks pašreizējais ķēdē tās atvēršanas laikā tiek samazināts.

Kad ķēde ir slēgta, papildus ārējam EMF ε, ε C \u003d -L di / DT pašindukcija, kas novērš Lenz likumu, palielina strāvu. Saskaņā ar likumu OHM, IR \u003d ε + ε C vai IR \u003d ε- L DI / DT. Mēs ieviešam jaunu mainīgo U \u003d IR - ε. ... i \u003d i 0 (1-e - t / τ), kur es 0 \u003d ε / r ir izveidota strāva. Tādējādi, izslēdzot EMB avotu, strāvas spēka pieaugums ķēdē ir noteikts ar funkciju, un to nosaka līkne. Pašreizējā pieauguma stiprums no sākotnējās vērtības i \u003d 0 un asimptotiski tendence uz noteikto vērtību i 0 \u003d ε / R. Pašreizējā palielinājuma ātrumu nosaka tāds pats relaksācijas laiks τ \u003d l / r, kā samazinājums pašreizējā. Pašreizējie komplekti ir ātrāki par ķēdes induktivitāti un vairāk pretestību.

53. Kontrakums.

EDC izskats vienā no ķēdēm, kad pašreizējās izmaiņas otrā ir savstarpēja indukcija. Savstarpējās induktivitātes vienība - Henrijs.

54. Magnētiskā lauka enerģija.

Diriģents, par kuru pašreizējās plūsmas vienmēr ieskauj magnētiskais lauks, un parādās magnētiskais lauks un pazūd kopā ar pašreizējā izskatu un izzušanu. Līdz ar to daļa no pašreizējās enerģijas iet uz radīšanu magnētiskā lauka, kas, piemēram, elektriskā, ir pārvadātājs enerģijas. Magnētiskā lauka enerģija ir vienāda ar darbu, kas tiek pavadīts pašreizējais, lai izveidotu šo lauku. Apsveriet ķēdi ar induktivitāti L, saskaņā ar kuru pašreizējais es plūsmas. Ar šo ķēdi, magnētiskā flux f \u003d li ir savienots, un, kad pašreizējās izmaiņas, magnētiskās plūsmas izmaiņas DF \u003d LDI. Tomēr, lai mainītu magnētisko plūsmu pēc DF vērtības, ir nepieciešams veikt operāciju da \u003d idff \u003d LIII. Tad darbs, lai izveidotu magnētisko flux f būs vienāds ar a \u003d ∫ liSi \u003d li 2/2. Līdz ar to magnētiskā lauka enerģija, kas saistīta ar kontūru, w \u003d li 2/2

55. Elektromagnētiskās nelaimīgas svārstības ķēdē.

Šīs svārstības tiek sauktas par kustībām vai procesiem, ko raksturo zināma atkārtojamība laika gaitā. Q \u003d ACOS (ω 0 T + φ), kur ir svārstību amplitūda, ω 0 - apļveida frekvence, φ ir svārstību sākotnējais fāze. T 0 \u003d 2π√lc

55a. Elektromagnētiskās izbalēšanas svārstības ķēdē.

Oscilācijas berzes sistēmās (pretestība) izbalē un nav harmoniski. Novēršanas līmenis ir atkarīgs no berzes (pretestības) lieluma.

s \u003d 0 E -ΔT cos (ωt + φ)

56. Piespiedu elektromagnētiskās svārstības ķēdē.

Elektromagnētiskās svārstības sistēmā, kas rodas periodiski mainot spriegumus sauc elektromagnētiskās svārstības.

s \u003d ACOS (ωt-φ)

57. Quasistationary maiņstrāva.

Maiņstrāvu var uzskatīt par kvazi-stacionāru, tas ir, par to, momentānās vērtības pašreizējā ķēdes visās sadaļās ķēdes ir gandrīz vienādas, jo to izmaiņas notiek diezgan lēni, un elektromagnētiskie perturbācijas attiecas uz ķēde ar ātrumu, kas vienāds ar gaismas ātrumu.

58. Ja pašreizējā plūsma cauri aktīvā pretestība Fāzes nobīde starp straumēm ir nulle. I m \u003d u m / r

59. Kad pašreizējā plūsma caur perfektu kondensatoru, strāva ir pirms fāzes sprieguma uz π / 2 radians. I \u003d i m cos (ωt + π / 2)

60. Kad pašreizējā plūsma caur ideālo induktivitāti pašreizējās atpalicības aiz sprieguma uz π / 2 radians. I \u003d i m cos (ωt-π / 2)

61. Rezonanses spriegumi.

Šajā gadījumā, savstarpēja kompensācija stresa u l un u c, no kuriem katrs var būtiski pārsniegt izmantoto spriegumu, kas uzklāta uz ķēdi.

Stresa rezonanses (UL), griezuma \u003d (UC) samazinājums, tādējādi aizstājot rezonanta biežuma formulu un sprieguma amplitūdu induktivitātes spolē un kondensatorā, mēs iegūstam (UL) samazināt \u003d ( UC) res \u003d √ (l / c) i m \u003d 1 / r√ (l / c) u m \u003d qu m, kur Q ir kontūras kvalitāte. Tā kā parastās svārstīgo kontūru kvalitāte ir lielāka par ierīci, spriegums gan induktora induktivitātē, gan kondensators pārsniedz ķēdei piemēroto spriegumu.

62. Pašreizējā rezonanse.

Fenomens straujš straujās stiprības amplitūdas samazināšanos ārējā ķēdē, kuru ieslēdzas paralēli kondensators un induktora spole, kad frekvence ω tuvojas pielietotā sprieguma uz rezonanses frekvenci ω.

Ja | i mc | \u003d | i ml |, tad es m \u003d 0

63. maiņstrāvas jauda.

Iucosφ, kur Cosφ reizinātājs tiek saukta par jaudas koeficientu. Formula rāda, ka maiņstrāvas ķēdē piešķirtā jauda ir atkarīga ne tikai no strāvas un sprieguma spēka, bet arī no fāzes nobīdes starp tām. Ja ķēdē nav reaktīvas pretestības, tad cosφ \u003d 1 un p \u003d iu. Ja ķēdē ir tikai reaktīvā pretestība (R \u003d 0), tad cosφ \u003d 0 un vidējā jauda ir nulle, neatkarīgi no pašreizējā un sprieguma.