Elektr zaryadining saqlanish qonuni. Kulon qonuni. Gauss teoremasi va uning tadbiqlari

Elektr zaryadining saqlanish qonuni. Kulon qonuni.
Reja:

• Elektr zaryadi va uning xossalari.
• Elektr zaryadining saqlanish qonuni.
• Kulon qonuni.

Elektr zaryadi va uning xossalari. Jismlarni o`zaro ishqalanish paytida elektrlanishi ko`p kuzatiladi. Tabiatdagi barcha jismlar elektrlanish qobilyatiga ega.

• Elektr zaryadi va uning xossalari. Jismlarni o`zaro ishqalanish paytida elektrlanishi ko`p kuzatiladi. Tabiatdagi barcha jismlar elektrlanish qobilyatiga ega.
• Fizikada gravitatsion o`zaro ta‘sirlar, elektromagnit o`zaro ta‘sirlar, kuchli va kuchsiz o`zaro ta‘sirlar mavjud.
• Har bir o`zaro ta‘sirning intensivligi jismni tashkil etgan zarraning har xil xarakteristikalari orqali aniqlanadi.

Bu yerda e - elementar zaryad, ya‘ni elektronning zaryadi, n - butun son.
Elektr zaryadi jismlarning asosiy va boshlang`ich xarakteristikasi bo`lib hisoblanadi va jismlarning xossalari uning tarkibidagi zaryadlarning harakati bilan tushintiriladi.

Elektr zaryadining saqlanish qonuni. Jismlarni ishqalanishi paytida elektrlanish sodir bo`lib jismda manfiy va musbat ishorali zaryadlar hosil bo`ladi.
Manfiy ishorali zaryadlarning harakatlanishi natijasida ishqalanayotgan ikkala jism ham elektrlanadi.
Bunda manfiy va musbat ishorali zaryadlarning umumiy miqdori o`zgarmay qoladi.
Bir xil ishorali zaryadlar o`zaro itarishishadi, har xil ishorali zaryadlar o`zaro tortishadi.

Har qanday izolatsiyalangan sistemada elektr zaryadlarning algebraik yig`indisi o`zgarmaydi.

Har qanday izolatsiyalangan sistemada elektr zaryadlarning algebraik yig`indisi o`zgarmaydi.

Bu yerda qi - sistema tarkibidagi ayrim jismlar elektr zaryadlarining miqdori. Shu formula zaryadlarning saqlanish qonunini ifodalaydi. Elektr zaryadining birligi qilib kulon (Kl) qabul qilingan.
Tok kuchi 1A bo`lgan o`zgarmas elektr toki o`tayotgan o`tkazgichning ko`ndalang kesimidan 1 sekund davomida oqib o`tadigan zaryad miqdori 1 Kl deb qabul qilingan 1 Kl = 1 A s
Qo`zg`almas zaryadlangan zaryadlar bilan bog`liq fizikaviy hodisalarni zlektrostatika bo`limi o`rgatadi. Qo`zg`almas elektr zaryadning maydoni elektrostatik maydon deb aytiladi.

Kulon qonuni.

Tajribalar Shuni ko`rsatadiki, zaryadlangan jismlar orasida o`zaro ta‘sir kuchlari sodir bo`ladi. Kulon zaryadlangan metal sharchalar orasidagi o`zaro elektr ta‘sirlarni o`rganib, quyidagi qonuniyatni ochdi: Vakuumda ikki nuqtaviy elektr zaryadlarning o`zaro ta‘sir kuchi zaryad miqdorlarining ko`paytmasiga to`g`ri proportsional va zaryadlar orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsional bo`ladi, ya‘ni:
Bu yerda r - zaryadlar orasidagi masofa, (ε - elektr doimiysi, uning son qiymati
Elektr maydon. Elektr zaryadlarning o`zaro ta‘sir chegarasi mavjud. Bu ta‘sir chegarasini elektr maydon deb qaraymiz. Shunga ko`ra quyidagi ta‘rifni beramiz:
Qo`zg`almas elektr zaryad atrofidagi elektr kuchlar ta‘siri seziladigan sohani elektr maydoni deb ataladi.
Superpozitsiya metodi. q1 va q2 nuqtaviy zaryadlarning elektr maydonini qarab chiqaylik.
( 1-rasm)
Bu zaryadlarning natijaviy maydon kuchlanganligini vektorlar qoidasiga asosan topiladi.
Zaryad miqdori turli inertsial sanoq sistemalarida ulchanganda ularning qiymatlari o’zgarmasligi isbotlangan. Demak, elektr zaryadi relyativistik invariantdir degan xulosaga kelamiz, ya’ni zaryad miqdori uning harakat tezligiga bogliq emas. Elektr zaryadi yuqolishi xam, yangidan xosil bo’lishi ham mumkin. Ammo doimo qarama-qarshi ishorali ikkita elementar zaryad yuqoladi yoki hosil bo’ladi.
Kulon qonuni: Elektrostatikaning asosiy qonuni - zaryadlangan ikkita quzgalmas nuqtaviy jismlar orasidagi o’zaro ta’sir qonunidir. Bu qonunni tajribida frantsuz fizigi Kulon 1785 yilda bo’rama tarozi yordamida kashf qilgan.
Nuqtaviy elektr zaryadi tushunchasi ham mexanikada aytilgan moddiy nuqtaga o’xshash, ya’ni zaryad tashuvchi jismlar orasidagi masofaga qaraganda ularning o’lchamlarini xisobga olmasa xam bo’ladi va maydonni shu nuqtasida maydonni o’zgartirmaydi.
Qonun ta’rifi: Vakuumdagi ikki nuqtaviy elektr zaryadining o’zaro ta’sir kuchi ta’sirlashayotgan har bir zaryad kattaliklari ko’paytmasiga to’gri va zaryadlar orasidagi masofani kvadratiga teskari proportsional, yani
vektor ko’rinishda
= k
Agar zaryadlar bir jinsli muhitda joylashgan bo’lsa, u xolda o’zaro ta’sir kuchi
F = k
 - muxitning dielektrik singdiruvchanligi deb ataladi. U o’chamsiz kattalik bo’lib, zaryadlar orasidagi o’zaro taosir kuchi vakuumdagiga qaraganda berilgan muxitda necha marta kamayganligini ifodalaydi
Cİ sistemasida o’lchov birliklarini muvofiqlashtirish koeffitsienti k =1/4o = 9 . 109 Nm2/Kl2 ga teng. 0 - elektr doimiysi deyiladi. 0 = 8,85.10-12 Kl2/N. m2 = 8,85.10-12 F/m. Kulon qonuni 10-15 m < r masofalarda yaxshi bajariladi, lekin r < 10-16 m da bu konun tugri bajarilmaydi.
Xar qanday zaryadlangan jismni nuqtaviy zaryadlar to’plami sifatida qarash mumkin. Shuning uchun elektrostatik kuchlar bitta zaryadlangan jismning ikkinchi bir jismga ta’sirini ifodalab, bu birinchi jismni tashkil qilgan nuqtaviy zaryadlar tomonidan ikkinchi jismni tashkil qilgan nuqtaviy zaryadlarni har biriga ta’sir etuvchi kuchlarni geometrik yigindisiga teng bo’ladi.