Ma’ruza №12 Vakuumdagi elektr maydoni. Elektr zaryadi va uning saqlanish qonuni

Kulon qonuni.

Nuqtaviy zaryad deb, shunday zaryadlangan jismlarga aytiladiki, bu jismlarning o’lchamlari ular orasidagi masofaga nisbatan juda kichik bo’ladi. Har qanday zaryadlangan jismni nuqtaviy zaryadlarning to’plami deb qarash mumkin.

Ikkita nuqtaviy zaryadning o’zaro ta’sir qonunini Fransuz fizigi sharl Kulon 1785 – yilda tajribada aniqladi. Kulon burama tarozi orqali nuqtaviy zaryadlar orasidagi o’zaro ta’sir kuchini, ularning zaryadlari miqdori va oralaridagi masofaga bog’liqligini o’rgandi va quyidagi xulosaga keldi: ikkita qo’zg’almas nuqtaviy zaryadlar orasidagi o’zaro ta’sir kuchi zaryadlarning har birining miqdorlari ko’paytmasiga to’g’ri proportsional va ular orasidagi masofaning kvadratiga teskari proportsionaldir.

Buralma tarozi quyidagicha tuzilgan: katta shisha ballon ichiga ingichka egiluvchan sigma (1 – rasm) shisha shayn osib qo’yilgan. shaynning bir uchida A metal sharcha, ikkinchi uchida posangi qo’yilgan. simning yuqorigi uchi asbobning kallagiga ulangan, u ipning og’ish burchagini aniq o’lchashga imkon beradi. Tarozi ichida xuddi A sharcha o’lchamiga teng bo’lgan B metal sharcha shisha tayoqchaga osib qo’yilgan. Zaryadlar orasidagi o’zaro ta’sir kuchi ular orasidagi masofaga qanday bog’liqligini aniqlashda A va B sharchalar ixtiyoriy ravishda zaryadlanadi. Bir xil ishorali zaryadlangan A va B sharchalar o’zaro itarishib, biror ma’lum masofada turadi. Bu masofani asbob shkalasi orqali aniqlash mumkin. shunday qilib bu tajribada zaryadlangan sharchalar orasidagi ta’sir kuchini aniqlash mumkin.

Kuchning yo’nalishi zaryadlarni tutashtiruvchi to’g’ri chiziq bo’ylab yo’nalgandir (2 - rasm):

bu yerda _ proportsionallik koeffitsienti, _ va _ ta’sir qiluvchi zaryadlar miqdori, _ zaryadlar orasidagi masofa, _{ } zaryaddan _ zaryadga yo’nalgan birlik vektor _{ } zaryadga ta’sir etuvchi kuchdir.

_ birlik vektor bilan o’zaro ta’sir kuchning yo’nalishini belgilasak, _ – kuch _ kuchdan yo’nalishi va ishorasi bilan farq qiladi:


_ va _ – kuchlarning moduli bir-biriga tengdir:

Ikkita zaryadlar orasidagi o’zaro ta’sir kuchi, ular yaqiniga boshqa zaryadlar yaqinlashtirilsa, o’zgarmaydi.

Agar _ zaryad atrofida _ zaryadlar to’plami bo’lsa, natijaviy kuch quyidagiga teng bo’ladi:

Kulon qonunida _ proportsionallik koeffitsientining son qiymatini xohlagancha tanlab, unga istalgan birlikni berish mumkin, ammo amalda eng qulay bo’lgan birliklar tizimi ishlatiladi.

Zaryadning amaliy birligi qilib 1 Kulon (K) olinadi. XB tizimida 1 Kulon zaryad birligi 1 sek vaqt ichida 1 Amper tok o’tishi uchun zarur bo’lgan zaryad miqdoriga tengdir: _. Bu holda _ ga tengdir.

Zaryadlar ta’sir etuvchi muhit vakuum bo’lsa, u muhit _ dielektrik singdiruvchanlikka ega bo’ladi, u holda, Kulon qonuni quyidagicha yoziladi:

_ elektr doimiysining son qiymatini aniqlash uchun ikkita nuqtaviy zaryadlarning har bir 1 C dan bo’lsin va ular orasidagi masofa 1 m bo’lib, vakuumda joylashgan bo’lsin. Kulon qonuniga asosan:

ga teng bo’ladi. Boshqa tarafdan

Bundan,