13-Ma’ruza Elektrostatika. Elektr zaryadi. Zaryadning saqlanish qonuni. Kulon qonuni. Zaryadlarning zichligi

Induksiyalangan zaryad. Elektroskop
Musbat zaryadlangan metall buyumni boshqa (neytral) metall buyumga yaqinlashtiramiz. Bir-biriga tekkizilganda neytral buyumning erkin elektronlari musbatga tortiladi va ularning bir qismi unga o‘tadi. Endi ikkinchi buyumda manfiy zaryadlangan bir necha elektronlar etishmasligi sababli u musbat zaryadga ega bo‘ladi. Bu jarayon elektr o‘tkazuvchanlik hisobiga elektrlanish deb ataladi¹.
Endi musbat zaryadlangan buyumni neytral metall sterjenga tegmaydigan qilib yaqinlashtiramiz. Elektronlar metall sterjenni tashlab chiqib ketmasa ham, ular zaryadlangan buyum yo‘nalishida ko‘chadi; sterjenning qarama-qarshi uchida musbat zaryad yuzaga keladi (13-2-rasm). Bu holda metall sterjenning uchlarida zaryad induksiyalanadi (yoki to‘planadi) deyiladi. Hech qanday yangi zaryadlar paydo bo‘lmasligi tushunarli: shunchaki zaryadlar bo‘lindi, sterjen umuman neytralligicha qoldi. Biroq agar bir sterjenni o‘rtasidan ko‘ndalangiga kesganimizda edi, u holda biri manfiy zaryadlangan, ikkinchisi - musbat zaryadlangan ikkita buyumga ega bo‘lar edik¹.

13-2-rasm. Induksiyalangan zaryad. a – neytral metall sterjen; b – metall sterjen umuman neytral, lekin uning uchlarida zaryadning bo‘linishi yuz beradi. Shuningdek, metall buyumni o‘tkazgich orqali erga (masalan, erga ko‘milgan suv quvuri bilan) ulash bilan zaryad berish mumkin (13-3-a-rasm. belgisi erga ulanishni bildiradi). Buyum erga ulargan deyiladi. O‘lchamlari juda katta bo‘lganligi sababli er elektronlarni beradi va oladi; u zaryad rezervuari kabi amal qiladi. Agar metall sterdenga manfiy zaryadlangan buyumni juda yaqinlashtirsak, u holda metallning erkin elektronlari itarishishadi va ko‘pi o‘tkazgich bo‘ylab erga o‘tib ketadi (13-3-b-rasm). Metall musbat zaryadlanib qoladi. Endi agar sim uzib qo‘yilsa, metallda to‘plangan musbat zaryad qoladi. Biroq agar bu ishni manfiy zaryadlangan buyum metalladan uzoqlashtirilgandan keyin qilinsa, u holda barcha elektronlar orqaga qaytib ulguradi va metall elektr jihatidan neytral bo‘ladi¹.

13-3-rasm. Yerga ulangan ob’ektda induksiyalangan zaryad.

Elektr zaryadini aniqlash uchun elektroskopdan (yoki sodda elektrometrdan) foydalaniladi. 13-4- rasmdan ko‘rinib turibdiki, u korpusdan iborat bo‘lib, uning ichida oltindan qilingan ikkita harakatlanuvchi yaproqcha joylashtirilgan. (Ba’zida faqat bitta yaproqcha harakatlanuvchi qilib tayyorlanadi). Yaproqyaalar korpusdan izolyasiyalangan metall sterjenga mustahkamlanib, tashqarida metall sharcha bilan tugallanadi. Agar zaryadlangan buyumni sharchaga juda yaqinlashtirilsa, sterjenda zaryadlar bo‘linadi (13-5-a-rasm), yaproqchalar bir xil zaryadlanadi va rasmda ko‘rsatilganidey bir-biridan itarishadi. Elektr o‘tkazuvchanlik hisobiga sterjenni yaxlit zaryadlash mumkin (13-5-b-rasm). Har holda zaryad qancha katta bo‘lsa, yaproqchalar shuncha ko‘p ochiladi¹.

13.4-rasm. Elektroskop

13-5-rasm. Elektroskopga a – induksiya hisobiga va b – o‘tkazuvchanlik hisobiga zaryad berish.
Biroq, zaryadni bunday usul bilan aniqlash mumkin emasligini ta’kidlab o‘tamiz: manfiy zaryad yaproqchalarni shuncha miqdordagi musbat zaryad bilan bir xil masofaga ochadi. Shunga qaramasdan elektroskopdan zaryadning ishorasini aniqlshda foydalanish mumkin – buning uchun sterjenga avvaldan ma’lum bo‘lgan, masalan, manfiy zaryad berish kerak (13.6-a-rasm). Endi agar elektroskop sharchasiga manfiy zaryadlangan buyumni yaqinlashtirilsa (13.6-b-rasm) u holda qo‘shimcha elektronlar yaproqchaga ko‘chadi va ular yanada kattaroq ochiladi. Aksincha, agar sharchaga musbat zaryad berilsa, u holda elektronlar yaproqchalardan ko‘chadi va ular yaqinlashadi (13.6-c-rasm), chunki ularning manfiy zaryadi kamayadi¹.
Elektroskop elektrotexnika endi rivojlana boshlanganda keng qo‘llanilgan. Juda sezgir zamonaviy elektrometrlarda ham o‘sha prinsipdagi elektron sxemalardan foydalaniladi.



13.6-rasm. Avvaldan zaryadlangan elektroskopdan noma’lum zaryadning ishorasini aniqlashda foydalanish mumkin¹.
Elektrostatikada ikki tur elektr zaryadlar — musbat va manfiy zaryadlar ko’riladi. Bir xil ishorali elektr zaryad bilan zaryadlangan jismlar bir-birlaridan itariladilar, turli ishorali elektr zaryad bilan zaryadlangan jismlar bir-birlariga tortiladilar.
Jismlarning elektrlangan yoki elektrlanmaganligini aniqlovchi asbobga elektroskop deyiladi.