Тақырып Электромагниттік өрістің негізгі түсініктері мен заңдары
Электр өрісінің потенциал мен кернеу
жүктеу/скачать 337,19 Kb.
|
лекция 1
- Бұл бет үшін навигация:
- Кедергі мен өткізгіштік
- Электр қозғаушы күш және энергия көздері
| 1.1.2. Электр өрісінің потенциал мен кернеу
Электрондық теория бойынша электрмен зарядталған дененің айналасында электр өрісі болу керек. Электр өрісі жалғыз ғана тәсілімен білдірінеді: ол өрістін ішінде болған зарядқа электр күшімен Fэл[Н] әрекет жасайды. Физикадан белгілі: күш энергиясыз болмайды. Олай болса, электр орісінің әр бір нүктесінде энергия болу керек. Бұны өлшеу үшін электр потенциал түсінікті кіргізеді: Потенциал φ[B] – бірлік оң зарядты электр өрісінің берілген нүктесінен потенциалы нольге тең (φ = 0) нүктеге көшіргенде өріс күштерінің жұмысымен анықталатын физикалық шама. Электр өрістегі екі нүктелердің потенциалдардын айырмысын кернеу U[B] деп атайды: U = φ1- φ2 (1.1) Электр ток Электр өткзгіштін бойдау қимасына қарасақ, бізге қалай болса солай қимылдайтын молекулар, атомдар, иондар және бос электрондар көрініп тұрады (сур. 1.2). Сур.1.2. Электр өткзгіштін бойдау қимасы Өткізгішті электр өріске орнатқанда екі шетінің арасында потенциалдын айырмы (кернеу U) пайда болады. Жоғары потенциалды (+), төменгі потенциалды (-) деп атаймыз. Енді өрістін электр күш әрекетімен Fэл теріс зарядталған электрондар мен иондар жоғары потенциал жаққа (+) және оң зарядталған иондар төменгі потенциал жаққа жүру бастайды. Таңбасы бір зарядтардын бір жаққа қимыл қозғалысын электр ток деп атайды. Оң зарядталған бөлшектердін қимыл қозғалыс бағыты токтың бағыты деп саналады. Токтын көлеміне баға беру үшін токтын күші I[A] түсінігі бар. Егер өткішзгіштін көлденең қимасынан 1с уақытыныда 1Кл заряды өтетін болса, онда токтын күші амперге тең: 1А = 1Кл/1с. Уақыт ағылу мен бағыты және күші өзгермейтін токты тұрақты ток деп атайды (I = const). Уақыт ағылу мен бағыты не күші өзгеретін токты айнымалы ток деп атайды (i = varia). Электр машиналардын, өлшейтін приборлардын, басқа электр жабдықтардын орамалары мен сымдары металдан жасалады (алюминий, мыс). Металл қатты материал болған кейін, бұнің ішінде қозғалыс жасайтындар тек қана бос электрондар. Сондықтан электр ток – теріс зарядталған бөлшектердің (электрондардын) қозғалысы. Кедергі мен өткізгіштік Өткізгіштен электр ток жүріп атқанда, электрон ағыны жолда молекулар, атомдар және иондар мен кездеседі. Осы бөлшектермен электрон соғылғанда токтын біраз энергиясы жылу боп шығадыда, өткізгіштің ішнде таратылады, оны қыздырып. Олай болса, өткізгіш өтетін токқа электр кедергісің (қарсылықты) жасайды. Егер токтын күші бірдей болса, ең қатты қызған өткізгіштің кедергісі R[Ом] жоғары болады. Өткізгіштің екі шетіндегі арасында кернеу 1В кезінде токтын күші 1А болса, кедергісі омға тең: 1Ом = 1В/1А. Кедергінің кері шамасын электр өткізгіштік g[См] деп атайды: g = 1/R. (1.2) Кедергіні (өткізгіштікті) сұлбасын салғанда Мемлекеттік стандарт (МС) бойынша тікбұрышпен көрсетеді (сур.1.3). Бұны резистор деп, айнымалы ток тізбекте активтік кедергі деп атайды. Сур. 1.3. резистор Электр қозғаушы күш және энергия көздері Екі әраттас зарядталған денелерді өткізгішпен қосылса (сур.1.4), өткізгіште ток ағылады потенциалы жоғар оң зарядталған денеден (+) потенциалы төмен теріс зарядталған денеге (-).
Өткізгіштің ішінде (-е) зарядталған электрондар электр көзінің потенциалы төмен қыспақтан (-) потенциалы жоғары қыспаққа (+) бағытталғанда, көзінің ішінде электрондар қарама-қарсы бағытталанды (плюстен минусқа). Мұндай табиғы қарсы зарядттардын жүрісті көзінің ішінде қамтамасыз ететің электр қозғаушы күш (ЭҚК Е[B]). ЭҚК-інің көлемі қыспақтардын арасындағы кернеуге тең: U = Е. (1.3) Гальваникалық элементтерде (аккумулятор, батарея) тұрақты ЭҚК тугызу үшін электр химикалық реакциялар пайдаланады. Электр машиналардын орамасында ЭҚК электромагниттік индукция құбылысы арқылы туады. Электр энергия көзді сұлбасын салғанда екі түрімен көрсетуге болады: идеалды ЭҚК көзі, идеалды ток көзі (сур.1.6 бұлар вольт-амперлік сипаттасымен бірге көрсетілген). Сур.1.6. ЭҚК (а) және ток (б) көздерінің сұлба мен ВАС жүктеу/скачать 337,19 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|