10-sinf fizika darsligi asosida 32-mavzu: Nuqtaviy zaryad maydonining potensiali. Potensiallar farqi

10-sinf fizika darsligi asosida 32-mavzu:
Nuqtaviy zaryad maydonining potensiali. Potensiallar farqi
Elektr maydonining kuchli yoki kuchsiz ekanligini aniqlash uchun uning maydoniga sinash zaryadi kiritilib, maydon tomonidan unga qanday kuch ta’sir etishi aniqlangan edi.
Shuning uchun ham elektr maydon kuchlanganligi maydonning kuch xarakteristikasi hisoblanadi.
Maydonga sinov zaryadi olib kirilishiga asosiy zaryad maydoni qarshilik qiladi (7.7-rasm).
Shunga ko‘ra maydon kuchlariga qarshi ish bajarish lozim bo‘ladi.
Bu bajarilgan ish qanday aniqlanadi? Bu ish asosiy zaryad va kiritilgan sinov zarya dining o‘zato ta’sir potensial energiyasiga aylanadi:
Formulada minus ishora qo‘yilishi, zaryadlar orasida tortishish kuchi ta’sir qilishini ko‘rsatadi.
Qo‘zg‘almas Q musbat zaryaddan r masofada turgan +q zaryadning potensial energiyasi quyidagicha ifodalanadi:
Formulada musbat ishora qo‘yilishi, zaryadlar orasida itarishish kuchi ta’sir qilishini ko‘rsatadi.
Potensial energiyaning nol hisobi sifatida formulaga ko‘ra cheksiz katta masofa olinadi. Bunday masofada zaryadlar o‘zaro ta’sirlashmaydi.
Shunday qilib, elektr maydoni kuch xarakteristikasiga ega bo‘lishi bilan birga energetik xarakteristikaga ega bo‘ladi.
U elektr maydoni potensiali deb ataluvchi kattalik orqali ifodalanadi.
Nuqtaviy zaryadning elektr maydoni potensiali deyilganda asosiy va maydonga kiritilgan sinov zaryadlari o‘zaro ta’sir potensial energiyasini sinov zaryadi miqdoriga nisbati bilan o‘lchanadigan kattalikka aytiladi:
Nuqtaviy q zaryadning potensiali quyidagicha aniqlanadi:
Potensial tushunchasidan foydalanib, q1 zaryadni maydon hosil qiluvchi q zaryaddan r1 uzoqlikdagi nuqtadan r2 uzoqlikdagi nuqtaga ko‘chirishda bajarilgan ishni topamiz:
Bu ifodadagi φ1 – φ2 ayirma nuqtalar orasidagi potensiallar farqidan iborat bo‘lib, unga elektr kuchlanish deyiladi va quyidagi ko‘rinishda yoziladi:
Potensial va potensiallar ayirmasining birligi italyan olimi Voltaning sharafi ga Volt (V) deb ataladi.
ga teng. Ta’rifga ko‘ra 1C zaryadni elektr maydonning bir nuqtasidan ikkinchi nuqtasiga ko‘chirishda elektr maydoni 1 J ish bajaradigan nuqtalar potensiallarining ayirmasi 1 V ga teng bo‘ladi.
Nuqtaviy zaryaddan bir xil uzoqlikda joylashgan nuqtalarning potensiallari teng bo‘ladi.
Agar ushbu nuqtalar birlashtirilib chiqilsa, hosil bo‘lgan sirt ekvipotensial sirt deyiladi.
Nuqtaviy zaryadning ekvipotensial sirti zaryad atrofida konsentrik aylanalar shaklida joylashadi (7.8- rasm).
Maydon kuch chiziqlari ekvipotensial sirtga doimo perpendikulyar bo‘ladi.
Elektr maydon kuchlanganligi va potensiallar ayirmasi orasida quyidagi munosabat mavjud:
Masala yechish namunasi
Havoda turgan 5 sm radiusli metall sferaga 30 nC zaryad berildi. Zaryadlangan sfera markazidan 2 sm, sfera sirtida va sfera sirtidan 5 sm uzoqlikdagi nuqtadagi maydon potensiali topilsin.