І. Электрстатик а
Потенциал. Нүктелі заряд және зарядтар жүйесі өрістерінің потенциалдары
жүктеу/скачать 1,99 Mb.
|
І. Электрстатик а
| 1.8. Потенциал. Нүктелі заряд және зарядтар жүйесі өрістерінің потенциалдары
Өріс туғызушы заряд -ден бірінші нүкте қашықтықта, ал екінші нүкте шексіздікте орналасқан делік. Онда , ал (1.26) өрнегіне сәйкес (1.28) өйткені ал (1.28) өрнегі арқылы заряды шексіздікке қозғалғанда заряды туғызған өрістің кез-келген нүктесіндегі потенциалдық энергиясын анықтауға болады. -ның шамасы зарядтың шамасы мен таңбасына тәуелді. Егер және зарядтары әр аттас болса, олар бір-біріне жақындайды, яғни өрістің өз күштері арқылы зарядтарды бір-біріне жақындату жұмысы атқарылады. Сондықтан, ( ) тек қана абсолюттік шамасы жағынан өседі. Егер және зарядтары бір аттас болса, олардың бір-біріне жақындауы тек қана сыртқы күштердің әсерімен жүргізіледі, . Сонымен, әр аттас зарядтар жақындағанда өрістің потенциалдық энергиясы азаяды, ал бір аттас зарядтар жақындағанда - өседі; потенциалдық энергия арқылы өрісті сипаттауға болмайды, өйткені, ол сыншы заряд -дың шамасына тәуелді. Егер сыншы зарядтың шамасын деп алсақ, онда электрстатикалық өрістің энергетикалық сипаттамасы-потенциал түсінігін енгізуге болады. Электрстатикалық өрістің берілген бір нүктедегі потенциалы ,сан жағынан осы нүктеде орналасқан бірлік оң зарядтың потенциалдық энергиясына тең физикалық шама, яғни (1.29) Бұдан және (1.28) өрнегінен мынан аламыз: (1.30) мұнда - нүктелі заряд туғызған өрістің потенциалы. (1.29) және (1.30) өрнектерінен потенциалдың скалярлық шама екенін көреміз. Потенциалдың физикалық мағынасын анықтайық. Берілген бір зарядты өрістің қандай да бір нүктесінен шексіздікке апаруда атқарылатын жұмыс мынаған тең болады: Бұдан: (1.29а) яғни қандай да болмасын бір нүктенің потенциалы деп, бірлік зарядты берілген нүктеден шексіздікке ауыстырған кезде атқарылған жұмыстың шамасымен анықталатын скалярлық шаманы айтамыз. Ал зарядтар жүйесінің өрісіндегі потенциал (суперпозиция принципі бойынша) былай өрнектеледі: (1.31) Сонымен, зарядтар жүйесінің тудыратын өріс потенциалы зарядтардың әрқайсысының жеке-жеке тудыратын потенциалдарының алгебралық қосындысына тең. Сыншы заряд өрістің бірінші нүктесінен екінші нүктесіне орын ауыстырсын делік. Бірінші нүктедегі потенциалды: деп, екінші нүктедегі потенциалды деп белгілейік. шамасы потенциалдар айырымы деп аталады. Өрістің екі нүктесі арасындағы потенциалдар айырымы деп, осы екі нүктенің біреуінен екіншісіне орын ауыстырған кезде бірлік оң таңбалы зарядтың потенциалдың энергиясы қаншаға өскенін көрсететін шаманы айтамыз. Енді жұмысты потенциалдар айырымы арқылы жазайық, (1.26) өрнегінен (1.32) яғни электрстатикалық өрісте, нүктелік заряд бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырғанда, оның атқаратын жұмысы осы зарядтың шамасы мен жолдың бастапқы және соңғы нүктелеріндегі потенциалдар айырымының көбейтіндісіне тең. (1.29) өрнегінен потенциалдың өлшем бірлігін анықтауға болады. Халықаралық жүйеде энергияның өлшем бірлігі Джоуль, ал зарядтың өлшем бірлігі Кулон болғандықтан, бұл жүйеде потенциалдың өлшем бірлігі Дж/Кл қатынасына тең, ол Вольт деп аталады, яғни Көбіне потенциалдар айырымын кернеу деп атап, оны әрпі арқылы белгілейді. жүктеу/скачать 1,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|