Қазақша рефераттар

Тізбек бөлігі арқылы өтетін ток күші тізбек ұштарындағы кернеуге тура пропорционал және оның кедергісіне кері пропорционал

Кулон заңы

Айналмалы таразының көмегімен француз физигі Ш. О. Кулон қозғалмайтын, екі кішкене зарядталған шариктің бір-бірімен өзара әрекеттесу күшін тәжірибе жүзінде анықтады. 1785 жылы ол кейін Кулон заңы деп аталған заңды тұжырымдады.

Вакуумдағы қозғалмайтын екі нүктелік зарядтың өзара әрекеттесу күші зарядтар модульдерінің көбейтіндісіне тура пропорционал және олардың арақашықтығының квадратына кері пропорционал. Күш зарядтарды қосатын түзу бойымен бағытталады. Бұл күш Кулон күші деп аталады.

Маңызды тұжырым

  • Күш q1·q2-ке тура пропорционал.
  • Күш r²-қа кері пропорционал.
  • Бағыты зарядтарды қосатын түзу бойымен анықталады.

Кулон заңының математикалық өрнегіндегі k коэффициенті бірлік жүйесіне тәуелді. Ол вакуумда бірлік қашықтықта орналасқан бірлік зарядтардың қандай күшпен әрекеттесетінін сипаттайды. SI жүйесінде бұл коэффициенттің мәні белгілі тұрақты шамамен өрнектеледі.

Өлшем бірлік: кулон (Кл)

Кулон (Кл) — өткізгіштің көлденең қимасы арқылы 1 А ток 1 с бойы өткенде тасымалданатын заряд.

1 Кл = 1 А·с

Ампер заңы және Ампер күші

Француз физигі А. М. Ампер токтардың өзара әрекетін зерттей отырып, магнит өрісінің тогы бар өткізгішке белгілі бір күшпен әсер ететінін тәжірибелер арқылы көрсетті. Бұл күш кейін Ампер күші деп аталды.

Тәжірибелерде тогы бар өткізгіш таға тәрізді магниттің полюстері арасына орналастырылады. Ток күшін, өткізгіштің магнит өрісінде жатқан белсенді бөлігінің Δl ұзындығын, магнит өрісі бағыты мен ток бағыты арасындағы α бұрышын және магнит өрісінің шамасын өзгерте отырып, күштің осы шамаларға тәуелділігі анықталады.

Негізгі қорытынды

α = 90° болғанда (sin 90° = 1) Ампер күші ең үлкен мәнге ие болады. Демек, өткізгіш магнит өрісіне перпендикуляр орналасқанда әсер ету максимал болады.

Заң тұжырымдалғаннан кейін магнит өрісін сипаттайтын шама енгізілді — магнит индукциясының векторы B. Ол магнит өрісінің кеңістіктің әрбір нүктесінде бірлік ұзындықтағы тогы бар өткізгішке қандай күшпен әсер ететінін сипаттайтын векторлық шама ретінде қарастырылады және тәжірибе жүзінде анықталады.

Лоренц күші

Магнит өрісінің қозғалған зарядқа әсерін зерттеу нәтижесінде әсер етуші күштің зарядқа q және оның қозғалыс жылдамдығына пропорционал екені, сондай-ақ күштің жылдамдық векторының бағытына тәуелді болатыны анықталды.

Қозғалған зарядқа магнит өрісінің әсері нөлге тең болатын жылдамдық бағыты магнит өрісінің күш сызықтарының бағыты ретінде қабылданады. Егер заряд күш сызықтарымен бұрыш жасап қозғалса, магнит өрісі оған Fм күшпен әсер етеді. Бұл күш Лоренц күші деп аталады.

Кирхгоф ережелері

Электр тізбектерін есептегенде Кирхгоф ережелерін қолдану өте ыңғайлы. Жалпы жағдайда тізбекте кемінде үш өткізгіш тоғысатын нүктелер болады. Мұндай нүктелер түйіндер деп аталады.

Бірінші ереже (түйін үшін)

Зарядтың сақталу заңынан токтардың үзіліссіздік шарты шығады: түйінге кіретін ток күштерінің қосындысы түйіннен шығатын ток күштерінің қосындысына тең.

ΣI(кіретін) = ΣI(шығатын)

Токтардың нақты бағыты алдын ала белгісіз болғандықтан, оң бағытты шартты түрде таңдаймыз. Егер есептеу барысында қандай да бір ток үшін теріс мән шықса, онда ол ток қабылданған бағытқа қарсы бағытталғанын білдіреді.

Екінші ереже (тұйық контур үшін)

Кез келген тұйық контурда кедергілердегі кернеу түсулерінің қосындысы сол контурдағы ЭҚК-тердің қосындысына тең.

  • Контурды айналып өту бағыты токтың оң бағытымен бағыттас болса, кедергілердегі кернеу түсуі оң деп алынады.
  • ЭҚК таңбасы көзді айналып өту бағытына байланысты анықталады: теріс полюстен оң полюске өтсе — оң, керісінше өтсе — теріс.

Максвелл гипотезасы және электромагниттік толқын

Дж. К. Максвелл электромагниттік өріс теориясын ұсынды және электромагниттік өрістің кеңістікте жарық жылдамдығына тең жылдамдықпен тарайтын электромагниттік толқын екенін теориялық тұрғыдан негіздеді.

Электр өрісі тыныштықтағы зарядқа да, қозғалыстағы зарядқа да әсер ете алады. Осыған сүйене отырып, Максвелл мынадай идеяны ұсынды: айнымалы құйынды магнит өрісі кеңістікте айнымалы құйынды электр өрісін тудырады. Бұл өріс контурда электрондардың бағытталған қозғалысын, яғни электр тогын туғызады; бақылаушы бұл токты тіркей алады.

Максвелл бойынша айнымалы магнит өрісі бар жерде кеңістікте әрқашан құйынды электр өрісі пайда болады. Сонымен қатар айнымалы электр өрісі де өз кезегінде айнымалы магнит өрісін туғызады. Осы өзара туындау электромагниттік толқынның пайда болуын түсіндіреді.

Негізгі идея

Айнымалы магнит өрісі ↔ айнымалы электр өрісі. Екі өріс бірін-бірі «қоректендіріп», толқын түрінде кеңістікке таралады.

Максвелл теориялық жолмен электромагниттік толқынның вакуумдегі таралу жылдамдығы жарық жылдамдығына тең екенін алды.

Тізбек бөлігі үшін Ом заңы

Пропорционалдық коэффициенті өткізгіш материалының табиғатына және оның геометриялық өлшемдеріне тәуелді. Неміс физигі Г. Ом 1827 жылы жүргізген тәжірибелері арқылы бұл тәуелділікті ашып, пропорционалдық коэффициенттің орнына оған кері шаманы енгізді. Ол шама өткізгіштің кедергісі деп аталады.

Өлшем бірлік: ом (Ом)

1 Ом — ұштарындағы кернеу 1 В болғанда, бойынан 1 А ток өтетін өткізгіштің кедергісі.

Тізбек бөлігі арқылы өтетін ток күші тізбек ұштарындағы кернеуге тура пропорционал және кедергіге кері пропорционал. Бұл — тізбек бөлігі үшін Ом заңы.

Толық тізбек үшін Ом заңы

Тұйық тізбектегі ток күші ток көзінің электр қозғаушы күшіне (ЭҚК) тәуелді және тізбектің толық кедергісімен анықталады. Толық кедергі — тізбектің сыртқы және ішкі кедергілерінің қосындысы.

Демек, ток күші ЭҚК-ке тура пропорционал, ал тізбектің толық кедергісіне кері пропорционал. Бұл қатынас толық (тұйық) тізбек үшін Ом заңы деп аталады.