Tema: Turaqli elektr maydaninda hàreketleniwshi zaryaddiñ traektоriyasi Jobasi: Kirisiw

Om nızamı. Elektr toǵın payda etiwdiń eń baslı usıllarınıń biri deneler ishinde elektr maydanın payda etiw hám usı maydandı uslap turıw bolıp tabıladı. Tájiriybeler kópshilik denelerde (mısalı metallarda) elektr toǵınıń tıǵızlıǵı j shamasınıń keń intervallarda elektr maydanınıń kernewligi 𝐸 ge proportsional bolatuǵınlıǵın kórsetedi. Bul elektrodnamikanıń eń áhmiyetli (biraq fundamentallıq emes) nızamlarınıń biri bolıp esaplanatuǵın nızamdı Om nızamı dep ataymız. Matematikalıq tilde Om nızamı bılayınsha jazıladı (differentsial formada):

j = 𝜆 𝐸. ₍₇₉₎

Bul ańlatpada 𝜆 arqalı berilgen zat (ótkizgish) ushın turaqlı bolǵan proportsionallıq koeffitsienti belgilengen. Bul shamanı zattıń salıstırmalı ótkizgishligi yamasa elektr ótkizgishligi dep ataydı. Om nızamı fizikalıq jaqtan bir tekli zatlar ushın orınlanadı. Elektr ótkizgishlikke keri bolǵan shamanı materialdıń (deneniń) salıstırmalı qarsılıǵı dep ataydı:

_{𝜌 =} ¹_. (80)
𝜆


Gauss sistemasında (elektrostatikalıq sistemada da) elektr ótkizgishlik 𝜆 waqıtqa keri bolǵan ólshem birlikke iye (yaǵnıy keri sekund s^-1). Salıstırmalı qarsılıq 𝜌 sekundlarda ólshenedi (s). Salıstırmalı qarsılıq penen waqıttıń ólshem birlikleriniń birdey ekenligi olardıń fizikalıq tábiyatı da birdey degen juwmaq kelip shıqpaydı. Bunday sáykeslik tek Gauss sistemasında hám SGSE sistemasında orın aladı. Basqa birlikler sistemalarında bul shamalar hár qıylı ólshem birliklerge iye. Eger toq statsionar bolsa, onda bir tekli ótkizgishtegi elektr zaryadlarınıń kólemlik tıǵızlıǵı nolge teń. Haqıyqatında da statsionar toqlar ushın (78)-ańlatpa (𝑑i𝑣 j =0) orın aladı. Solay etip statsionar toqlar jaǵdayında makroskopiyalıq elektr zaryadları tek ótkizgishtiń betinde yamasa bir ótkizgishtiń bir tekli emes ushastkalarında ǵana jaylasıwı múmkin. Bunday kóz-qarastan statsionar toqlardıń elektr maydanları elektrostatikalıq elektr maydanınday. Usınday eki maydan arasındaǵı uqsaslıq jáne de bir katar juwmaqlarga alıp keledi. Eger toqlar statsionar bolsa, onda keńisliktiń hár bir noqatındaǵı tıǵızlıǵı waqıttıń ótiwi menen ózgerissiz qaladı (waqıtqa baylanıslı ózgermeydi). Tájiriybeler usınday qozǵalıwshı zaryadlardıń tap sonday tıǵızlıqqa iye qozgalmaytuǵın zaryadlar sıyaqlı elektr maydanın payda etetuǵınlıgın kórsetedi. Bunnan statsionar toqlardıń elektr maydanınıń potentsial maydan ekenligin kóremiz. Qalay degen menen statsionar toqlardıń elektr maydanı elektrostatikalıq maydannan úlken ayırmaǵa iye. Elekttrostatikalıq maydan tınıshlıqta turǵan zaryadlardıń maydanı bolıp tabıladı (bunday elektr maydanın ádette Kulon maydanı dep te ataydı). Zaryadlardıń teń salmaqlıǵı saqlanǵanda ótkizgishtiń ishinde bunday maydan nolge teń. Statsionar toqlardıń elektr maydanı da Kulon maydanı bolıp tabıladı. Biraq bul maydandı qozdıratuǵın (payda etetuǵın) zaryadlar qozǵalısta boladı. Sonlıqtan statsionar toqlardıń maydanı ótkizgishtiń ishinde de boladı. Eger usınday awhal orınlanbaǵanda ótkizgishtiń ishinde elektr toǵı bolmaǵan bolar edi (Om nızamı boyınsha elektr maydanı nolge teń bolsa toqtıń tıǵızlıǵı da nolge teń boladı, 79-formula). Elektrostatikalıq maydannıń kúsh sızıqları barlıq waqıtta da ótkizgishtiń betine perpendikulyar. Al statsionar toqlardıń elektr maydanı ushın bunday perpendikulyarlıqtıń orınlanıwı shárt emes. (79)-formula differentsial formada jazılǵan Om nızamı dep ataladı. Álbette Om óz nızamın ashqan dáwirde (1827-jılı) bunday differentsial formadaǵı jazıwlar qabıl etilmegen edi. Sonlıqtan biz házir 1827-jılı ashılǵan Om nızamın bayanlawǵa qaytıp kelemiz. Biz jińishke ótkizgish arqalı ótiwshi toqtı qaraymız. Eger toqtıń tıǵızlıǵı bolǵan 𝜌 shamasın ótkizgishtiń kese-kesiminiń maydanı 𝑆 ke kóbeytsek ótkizgish arqalı ótip atırǵan tolıq toqtıń mánisin (toq kúshiniń mánisin) alamız:
𝐼 = 𝜌𝑆. (81)

Om nızamına sáykes ótkizgishten ótip atırǵan 𝐼 toqtıń shaması ótkizgishtiń ushlarına túsken kernewge (potentsiallar ayırmasına) tuwrı proportsional, al ótkizgishtiń qarsılıgına keri proportsional. Yaǵnıy

_{𝐼 =} 𝑈 ₌ 𝜑₁−𝜑_{2 . (82)}
𝑅 𝑅

Bul formulada 𝑈 = 𝜑₁ − 𝜑₂ arqalı kernew (kernewlik penen shatastırmaw kerek) belgilengen (joqarıda keltirilip ótilgen «Ádette potentsiallar ayırması 𝜑₁ − 𝜑₂ bolǵan shamanı sáykes noqatlar arasındaǵı kernew dep ataydı» degen anıqlamanı eske túsireyik). Ótkizgishtiń karsılıǵı 𝑅 dep (elektr qarsılıǵı) ótkizgishtiń uzınlıǵına tuwrı proportsional, al onıń kese- kesiminiń maydanına keri proportsional shamanı aytamız:

_{𝑅 = 𝜌} ^𝑙 _. (83)
𝑆

Bul ańlatpada 𝜌 arqalı ótkizgishtiń salıstırmalı karsılıǵı (elektr zaryadlarınıń tıǵızlıǵı menen shatastırmaw kerek), 𝑆 arqalı kese-kesiminiń maydanı belgilengen. (82)-formula ádette shınjır (elektr shınjırı) ushastkası ushın Om nızamı dep ataladı. (82)-formula boyınsha toqtıń mánisiniń turaqlı túrde saqlanıwı ushın kernew turaqlı mániske iye bolıwı shárt (basqa sóz benen aytqanda ótkizgishtiń ushlarına turaqlı kernewdiń túsiwi kerek). Al tegis kondensator ushın kernew menen kernewlik arasındaǵı mınaday baylanıstıń bar ekenligin eske túsirip ótemiz:

𝐸 = ^𝑈 .

𝑑

Bul qatnastı elektr maydanınıń kernewliginiń ólshem birligin anıqlaw ushın da qollanatuǵınlıǵın eske túsiremiz. Kernewlik birligi sonday shama, uzınlıǵı 1 metr bolǵan kúsh sızıqlarınıń ushlarındaǵı kernew 1 voltke teń bolıwı kerek. Bunday birlikti metrdegi volt dep ataydı.

Joqarıdaǵı ańlatpadan ótkizgishtiń beti boyınsha maydan kernewliginiń qurawshısı 𝐸_𝑡 bar boladı degen sóz. Bul toq ótip turǵan ótkizgishtiń betindegi kernewlikti bildiredi. Demek bul jaǵdayda kúsh sızıqları ótkizgishtiń betine perpendikulyar bolmaydı degen sóz. Hám olar (kúsh sızıqları) toq baǵıtına qaray 𝛼 múyeshine qıyalanǵan. Qala berse 𝑡𝑔 𝛼 = 𝐸_𝑛/𝐸_𝑡 (31- súwret).
Joqarıda aytılǵanlardı esapqa alǵan halda biz tómendegidey áhmiyetli juwmaqlar shıǵaramız:

1. Elektrostatikalıq teń salmaqlıq halında ótkizgishtiń ishinde elektr maydanı bolmaydı.

2.