Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Электр потенциалы және электр өрісінің кернеулігі
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Эквипотенциалдық беттер
| Электр потенциалы және электр өрісінің кернеулігі. Өрістің кернеулігі мен потенциалдың арасында тығыз байланыс бар. Әуелі осы байланысты біртекті электр өрісі үшін, мысалы, 3.8-суреттегідей потенциалдар айырымы ba болатын пластиналар арасындағы өрісті қарастырамыз. Электр өрісінің q оң зарядты а нүктесінен в нүктесіне алып өту кезінде жасаған жұмысы (3.8)-ге сәйкес
A=–qba. ba=b–a шамасының теріс болатындығына назар аударайық (ba <0), себебі а нүктесіндегі потенциал b нүктесіндегі потенциалға қарағанда жоғары болады (ол b нүктесіндегі потенциалға қатысты оң болады). Сондықтан өрістің атқаратын жұмысы оң болады. Екінші жағынан, жұмыс дегеніміз күштің орын ауыстыруға көбейтіндісіне тең, ал q зарядқа түсірілген күш F=qE, мұндағы Е – пластиналар арасындағы біртекті электр өрісінің кернеулігі. Сонымен A=Fd=qEd, мұндағы d – a және b нүктелерінің ара қашықтығы (күш сызықтары бойымен алғанда). Жұмыстың осы өрнектерін өзара теңестіріп, мынаны аламыз: –qba=qEd, немесе b–a=ba=–Ed (E өріс бірте) (3.12) Оң жақтағы минус таңбасы ab екендігінен шығады. Оң зарядтар потенциалы жоғары облыстан потенциалы төмен облысқа қарай қозғалуға тырысады. Осыдан мынаны табамыз: E=–ba / d. Соңғы теңдіктен электр өрісінің кернеулігін вольт бөлінген метрмен де, ньютон бөлінген кулондармен де (Н/Кл) өлшеуге болатындығы шығады. Бұл бірліктер өзара эквивалентті: 1 Н/Кл =Н.м/Кл.м=1 Дж/Кл.м=1 В/м. Эквипотенциалдық беттер. Электр потенциалын эквипотенциалдық сызықтар немесе үш өлшемдік эквипотенциалдық беттер түрінде графикалық суреттеуге болады. Эквипотенциалдық беттің барлық нүктелерінің потенциалы бірдей болады. Басқаша айтқанда, осы беттің кез-келген екі нүктесінің потенциалдарының айырымы нөлге тең болады және де зарядты бір нүктеден екінші нүктеге алып өткен кезде жұмыс атқарылмайды. Эквипотенциалдық бет кез-келген нүктеде электр өрісінің Е кернеулігіне перпендикуляр болуға тиіс. Бұл болмаған жағдайда (яғни Е вектордың бетке параллель компоненті болған кезде), онда зарядты беттің бойымен Е вектордың осы компонентіне қарсы орын ауыстырған кезде жұмыс атқаруға тура келер еді, ал бұл беттің эквипотенциалдығы жөніндегі болжамға қайшы келеді. 3.7- және 3.8-суреттерде параллель пластиналар арасындағы өріс пен шамалары өзара тең, ал таңбалары қарама-қарсы болатын екі зарядтың өрісі үшін эквипотенциалдық сызықтары өрнектелген. Жоғарыда көргеніміздей, статикалық жағдайда өткізгіштің ішінде электр өрісі болмайды, олай болмаған кезде еркін электрондарға күш әсер етіп, олар қозғалысқа келген болар еді. Басқаша айтқанда, статикалық жағдайда өткізгіш түгелінен тек бір ғана потенциалда болады да, оның беті эквипотенциалдық болып табылады. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|