Электростатика
Автор: papika • Ноябрь 30, 2018 • Практическая работа • 3,679 Слов (15 Страниц) • 1,965 Просмотры
[pic 1]
Классикалық электродинамиканың сипаты мен мазмұны
ЭМПИРИЗМДІК БАЗИС ТЕОРИЯЛЫҚ БАЗИС
Кулон, Эрстед, Ампер, Ом, Фарадей, Милликен – Идеалданған объектілер: электрлік заряд, электр өрісі, зат, зат –
Иоффе, Мандельштам–Папалекси тәжірибелері зарядталған бөлшектердің жүйесі, электр өрісі арқылы әсерлесу.
Негізгі параметрлер: q, E, B, C, L, R, ε, μ, c
КОНСТАНТАЛАР Негізгі идеялар: өзара әсерлесу, сақталу, салыстырмалылық,
ε0 –электрлік тұрақты, ε0 = 8,85·10–12 Ф/м.
μ0 –магниттік тұрақты, μ0 =4π·10–7 Н/м2,
с – жарықтың жылдамдығы, с =[pic 2].
Электрлілік және магнетизм
[pic 3]
Электростатика
және тұрақты ток
Электр заряды:
Денелердің немесе бөлшектердің электромагниттік
өзара әсерлесе алуын сипаттайды;
Теріс элементар зарядты тасымалдаушы электрон болып табылады;
оң элементар зарядты тасымалдаушы протон болып табылады.
Физикалық абстракция:
Нүктелік заряд: басқа әсерлесетін зарядталған денелерге дейінгі ара-қашықтығымен салыстырғанда, бетінде зарядтар шоғырланған дененің өз көлемі өте аз болса, сондай денедегі зарядты айтады.
Электр зарядтарының фундаменталды қаситтері: Зарядтың сақталу заңы:
- Екі түрде бола алады: оң және теріс. Аттас зарядтар тебіледі,
ал әр-аттастары – тартылады. Кез-келген тұйықталған жүйе қандай да үрдіс-
- Электр заряды инвариантты (оның шамасы санақ жүйесіне терге ұшыраса да, электр зарядтарының алгебра-
тәуелсіз болады, яғни, заряд қозғалады ма, әлде тыныштықта лық суммасы әрқашан да ешбір өзгеріссіз қалады.
болады ма – оған тәуелсіз).
- Электр заряды дискретті: кез-келген дененің зарядының
шамасы элементар электр зарядының е шамасына қалдықсыз Тұйықталған жүйе – сыртқы денелермен
бөлінеді. зарядтарын алмаспайтын жүйе.
- Электр заряды аддитивті, (яғни, кез-келген денелер жүйе-
сінің немесе бөлшектер жүйесінің заряды жүйеге кіретін Кернеулік кернеулік сызықтары перпен-
құраушылардың зарядтарының қосындысына тең. векторының дикуляр түсетін аудан бірлігін
- Электр заряды зарядтың сақталу заңына бағынады. ағыны қиып өтетін кернеулік сызық-
тарының саны:
бұндағы: dS – кернеулік сызықтары қиып өтетін элементар беттік аудан;
dФ – беттік dS ауданы арқылы өтетін кернеулік векторының элементар ағыны.
Вакуумдағы электростатикалық тұйықталған бетті қиып өтетін вакуумдағы
өріс үшін Гаусс теоремасы электр өрісінің кернеулігінің векторлар ағыны
беттің ішіндегі зарядтардың алгебралық шамасына тура пропорционал, ал электр тұ-
рақтысы ε0 кері пропорционал болады
[pic 4] – S ауданды тесіп өтетін ағын. [pic 5] – циркуляция туралы теорема.
Гравитациялық және электростатикалық өрістердің қасиеттерін салыстыру
Негізгі сипаттамалары | Өрістің түрлері | ||
гравитациялық | электростатикалық | ||
Өзара әсерлесетін объектілер | Барлық денелер және бөлшектер/ /заңның ережесі | Зарядталаған денелер және бөлшектер | Заңның ережесі |
Күштің формуласы | [pic 6] | [pic 7], немесе [pic 8] | Кулон заңы: вакуумда қозғалмайтын екі нүктелік зарядтардың арасындағы әсерлесу күші зарядтар шамаларына тура пропорционал, ал ара-қашықтығының квадратына кері пропорционал болады; бұндағы: [pic 9] |
Кернеулік | [pic 10] | [pic 11]; [pic 12] | Берілген нүктедегі электростатикалық өрістің кернеулігі деп – өрістің берілген нүктесінде орналасқан оң таңбалы q бірлік зарядқа әсер ететін күшпен анықталатын физикалық шама. [pic 13] =Н/Кл немесе В/м. |
Потенциалдар айырмасы | [pic 14] | [pic 15] | Электростатикалық өрістегі екі нүктенің (1 мен 2) арасындағы потенциалдар айырмасы осы нүктелердің біреуінен екіншісіне бірлік зарядты тасымалдаудағы істелетін жұмыспен анықталады. |
Дененің және зарядтың орнын ауыстыру үшін істелетін жұмыс | Консервативтік күш – нүктенің орнын ауыстыруда жұмыс атқаратын күш нүктенің траекториясының түріне тәуелсіз болады [pic 16] Консервативтік күштердің жұмысы –жүйенің конфигурациясы-ның өте аз шамаға өзгеруі кезінде, теріс «–» таңбасымен алынатын кез-келген потенциалдық энергияның кемуінен пайда болатын және сол потенциалдық энергияның өзгеруіне тең болатын шама. | Электростатикалық өрісте нүктелік зарядтың орнын 1 нүктеден 2 нүктеге орын ауыстыруда күштерінің атқаратын жұмысы; бұндағы: r1 и r2 – нүктелердің Q зарядқа дейінгі ара-қашықтығы | |
[pic 17] | Электростатикалық өріс күштерінің жұмысы қозғалыстағы зарядтың траекториясынан тәуелсіз болатын, оның бастапқы-1 және соңғы-2 орындарымен ғана анықталатын шама. Электростатикалық өріс – потенциал-ды, ал электростатикалық өрістің күштері – консервативтік. | ||
Дененің және зарядтың орнын ауыстыру үшін істелетін жұмыс | [pic 18] Ауырлық күшінің жұмысы:
| [pic 19] [pic 20] [pic 21] [pic 22]. [pic 23] | Жұмыс орын ауыстырылатын зарядтың шамасы мен бастапқы және соңғы нүктелердегі потенциалдар айырмасының көбейтіндісіне тең. Электростатикалық өрісте зарядтың орнын ауыстырғанда, оның бастапқы-1 мен соңғы-2 нүктелерінің арасындағы потенциалдар айырмасы өріс күштерінің зарядтың тасымалдаудағы атқаратын жұмысына тең болады. Потенциалдар айырмасы нүктелер арасындағы U кернеу деп аталады. |
Тұйықталған траектория бойындағы жұмыс | А=0 |
...