ЦАХИЛГААН ЦЭНЭГЛЭЛ. БӨӨМСӨН.
Цахилгаан цэнэг q - физик хэмжигдэхүүн, энэ нь эрч хүчийг тодорхойлдог цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл.
[q] = l Cl (Кулон).
Атомууд нь цөм ба электронуудаас бүрддэг. Цөм нь эерэг цэнэгтэй протон ба цэнэггүй нейтрон агуулдаг. Электронууд сөрөг цэнэгтэй байдаг. Атом дахь электронуудын тоо нь цөм дэх протоны тоотой тэнцүү тул атом нь ерөнхийдөө төвийг сахисан байдаг.
Аливаа биеийн төлбөр: q = ±Үгүй, энд e = 1.6*10 -19 C - анхан шатны буюу хамгийн бага боломжит төлбөр(электрон цэнэг), Н- илүүдэл буюу дутуу электронуудын тоо. IN хаалттай систем алгебрийн нийлбэртөлбөр тогтмол хэвээр байна:
q 1 + q 2 + … + q n = const.
Цэгэн цахилгаан цэнэг гэдэг нь өөр цахилгаанжсан биетэй харьцах зайнаас хэд дахин бага хэмжээтэй цэнэгтэй бие юм.
Кулоны хууль
Вакуум дахь хоёр суурин цэгийн цахилгаан цэнэг нь эдгээр цэнэгийг холбосон шулуун шугамын дагуу чиглэсэн хүчнүүдтэй харилцан үйлчилдэг; Эдгээр хүчний модулиуд нь цэнэгийн үржвэртэй шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.
Пропорциональ хүчин зүйл
цахилгаан тогтмол хаана байна.
Энд 12 нь эхний цэнэгийн хоёр дахь цэнэгээс, 21 нь эхний цэнэгээс хоёрдугаарт үйлчлэх хүч юм.
ЦАХИЛГААН ТАЛБАЙ. ХУРДЧИЛАЛ
Харилцааны баримт цахилгаан цэнэгхол зайд байгаа нь тэдний эргэн тойронд байгаагаар тайлбарлагдаж болно цахилгаан орон- сансар огторгуйд тасралтгүй, бусад цэнэг дээр ажиллах чадвартай материаллаг объект.
Хөдөлгөөнгүй цахилгаан цэнэгийн талбарыг электростатик гэж нэрлэдэг.
Талбайн шинж чанар нь түүний эрчим юм.
Өгөгдсөн цэг дэх цахилгаан талбайн хүчмодуль нь вектор юм харьцаатай тэнцүү байнацэгийн эерэг цэнэг дээр үйлчилж буй хүч нь энэ цэнэгийн хэмжээтэй тэнцүү байх ба чиглэл нь хүчний чиглэлтэй давхцдаг.
Цэгийн цэнэгийн талбайн хүч Qзайд rтэнцүү байна
Талбайн суперпозицийн зарчим
Цэнэгүүдийн системийн талбайн хүч нь систем дэх цэнэг бүрийн талбайн хүч чадлын вектор нийлбэртэй тэнцүү байна.
Зөвшөөрөх чадварорчин нь вакуум ба материйн талбайн хүч чадлын харьцаатай тэнцүү байна:
Энэ нь бодис хэдэн удаа талбайг сулруулж байгааг харуулдаг. Хоёр цэгийн цэнэгийн Кулоны хууль qТэгээд Q, зайд байрладаг rорчинд в диэлектрик тогтмол:
Алсын зайд талбайн хүч rцэнэгээс Qтэнцүү байна
Нэг төрлийн ЦАХИЛГААН-СТАТИК ТАЛБАЙ ДАХЬ ЦЭНЭГЛЭГДСЭН БИЕИЙН БОЛОМЖТОЙ ЭРЧИМ ХҮЧ
Эсрэг тэмдгээр цэнэглэгдсэн, зэрэгцээ байрладаг хоёр том хавтангийн хооронд бид байрлуулна цэгийн цэнэг q.
Нэг төрлийн эрчимтэй ялтсуудын хоорондох цахилгаан орон тул хүч нь бүх цэг дээр цэнэг дээр ажилладаг. F = qE, энэ нь цэнэгийг хол зайд шилжүүлэхэд ажилладаг
Энэ ажил нь траекторын хэлбэрээс хамаардаггүй, өөрөөр хэлбэл цэнэг хөдөлдөг qдурын шугамын дагуу Лажил нь адилхан байх болно.
Ажил электростатик талбарцэнэгийн хөдөлгөөний дагуу траекторийн хэлбэрээс хамаардаггүй бөгөөд зөвхөн системийн эхний ба эцсийн төлөвөөр тодорхойлогддог. Энэ нь таталцлын талбайн нэгэн адил өөрчлөлттэй тэнцүү байна боломжит энерги, эсрэг тэмдгээр авсан:
Өмнөх томьёотой харьцуулалтаас харахад жигд электростатик талбар дахь цэнэгийн боломжит энерги нь дараахтай тэнцүү байна.
Боломжит энерги нь сонголтоос хамаарна тэг түвшинтиймээс өөрөө ямар ч гүн гүнзгий утга учиргүй.
ЦАХИЛГААН ҮЙЛДВЭРИЙН ПОТЕНЦИАЛ БА ХҮЧДЭЛ
Боломжтойталбайн нэг цэгээс нөгөө цэг рүү шилжих үед ажиллах нь траекторийн хэлбэрээс хамаардаггүй талбай юм. Боломжит талбарууд нь таталцлын орон ба электростатик орон юм.
Хийсэн ажил боломжит талбар, нь эсрэг тэмдгээр авсан системийн боломжит энергийн өөрчлөлттэй тэнцүү байна.
Боломжтой- талбайн цэнэгийн боломжит энергийг энэ цэнэгийн хэмжээтэй харьцуулсан харьцаа:
Боломжтой жигд талбайтэнцүү байна
Хаана г- зарим тэг түвшингээс хэмжсэн зай.
Цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн боломжит энерги qталбартай тэнцүү байна.
Иймд цэнэгийг φ 1 потенциалтай цэгээс φ 2 потенциалтай цэг рүү шилжүүлэх талбайн ажил:
Хэмжигдэхүүнийг потенциалын зөрүү буюу хүчдэл гэж нэрлэдэг.
Хоёр цэгийн хоорондох хүчдэл эсвэл потенциалын зөрүү нь цэнэгийг шилжүүлэхийн тулд цахилгаан талбайн гүйцэтгэсэн ажлын харьцаа юм эхлэх цэгЭнэ төлбөрийн эцсийн үнэ цэнэд:
[U]=1J/C=1V
ХЭЛБЭРИЙН ХҮЧ, БОЛОМЖТОЙ ЗӨРҮҮ
Цэнэг шилжүүлэх үед qцахилгаан талбайн эрчмийн шугамын дагуу Δ d зайд талбай ажиллаж байна
Тодорхойлолтоор бид дараахь зүйлийг авна.
Тиймээс цахилгаан орны хүч нь тэнцүү байна
Тиймээс цахилгаан талбайн хүч нь нэг урттай талбайн шугамын дагуу хөдөлж байх үед потенциалын өөрчлөлттэй тэнцүү байна.
Хэрэв эерэг цэнэг талбайн шугамын чиглэлд хөдөлдөг бол хүчний чиглэл нь хөдөлгөөний чиглэлтэй давхцаж, талбайн ажил эерэг байна.
Дараа нь хурцадмал байдал нь потенциалыг бууруулахад чиглэнэ.
Хүчдэлийг метр тутамд вольтоор хэмждэг:
[E]=1 Б/м
1 м-ийн зайд байрлах цахилгаан шугамын хоёр цэгийн хоорондох хүчдэл 1 В байвал талбайн хүч 1 В/м байна.
ЦАХИЛГААН ХҮЧИН ЧАДАЛ
Хэрэв бид төлбөрийг бие даан хэмжих юм бол Q, бие махбодтой холбоо ба түүний боломжит φ, тэгвэл тэдгээр нь бие биентэйгээ шууд пропорциональ байгааг олж мэднэ.
C утга нь дамжуулагчийн цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадварыг тодорхойлдог бөгөөд үүнийг цахилгаан багтаамж гэж нэрлэдэг. Дамжуулагчийн цахилгаан хүчин чадал нь түүний хэмжээ, хэлбэр, зэргээс хамаарна цахилгаан шинж чанарорчин.
Хоёр дамжуулагчийн цахилгаан хүчин чадал нь тэдгээрийн аль нэгний цэнэгийг тэдгээрийн хоорондох боломжит зөрүүтэй харьцуулсан харьцаа юм.
Биеийн хүчин чадал нь 1 Ф, хэрэв түүнд 1 С цэнэг өгөхөд 1 В-ийн потенциалыг олж авна.
Конденсатор
Конденсатор- цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах зориулалттай диэлектрикээр тусгаарлагдсан хоёр дамжуулагч. Конденсаторын цэнэгийг түүний аль нэг хавтан эсвэл хавтангийн цэнэгийн модуль гэж ойлгодог.
Конденсаторын цэнэгийг хуримтлуулах чадвар нь цахилгаан хүчин чадлаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь конденсаторын цэнэгийн хүчдэлийн харьцаатай тэнцүү байна.
Хэрэв 1 В хүчдэлд түүний цэнэг 1 С байвал конденсаторын багтаамж 1 F байна.
Зэрэгцээ хавтан конденсаторын багтаамж нь хавтангийн талбайтай шууд пропорциональ байна С, орчны диэлектрик дамжуулалт ба ялтсуудын хоорондох зайтай урвуу пропорциональ байна г:
ЦЭНЭГЛЭГДСЭН КОНДЕНСАТОРЫН ЭРЧИМ ХҮЧ.
Нарийвчилсан туршилтууд үүнийг харуулж байна W=CU 2 /2
Учир нь q = CU, Тэр
Цахилгаан талбайн энергийн нягт
Хаана V = Sdнь конденсатор доторх талбайн эзэлхүүн юм. Зэрэгцээ хавтантай конденсаторын багтаамжийг авч үзвэл
ба түүний хавтан дээрх хүчдэл U = Ред
бид авах:
Жишээ.Цахилгаан талбарт 1-р цэгээс 2-р цэг хүртэл хөдөлж буй электрон хурдаа 1000-аас 3000 км/с хүртэл нэмэгдүүлсэн. 1 ба 2-р цэгүүдийн боломжит зөрүүг тодорхойлно уу.
Бодлогын номноос авсан асуудлын цуглуулга Чертова, Воробьева 1988 оны хувьд
1 Цахилгаан орон нь Q1= 30 nC Q2=-10 nC хоёр цэгийн цэнэгээр үүсгэгддэг. Цэнэгүүдийн хоорондох зай нь 20 см бөгөөд эхний цэнэгээс r1=15 см, хоёр дахь цэнэгээс r2=10 см зайд байрлах цэгийн цахилгаан орны хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
2 Гадаргуугийн цэнэгийн нягт нь 0.4 ба 0.1 мкС/м2 бүхий зэрэгцээ хязгааргүй цэнэгтэй хоёр хавтгайгаар цахилгаан орон үүсдэг. Эдгээр цэнэглэгдсэн онгоцноос үүссэн цахилгаан талбайн хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
3 Хавтгай агаарын конденсаторын хавтан дээр Q = 10 nC цэнэг байна. Конденсаторын хавтан бүрийн талбай нь 100 см2 байна. Хавтангуудыг татах хүчийг тодорхойл. Хавтануудын хоорондох талбайг жигд гэж үзнэ
ШИЙДЭЛ
4 Цахилгаан орон нь 400 нС/м2 гадаргуугийн нягтаар цэнэглэгдсэн хязгааргүй хавтгай ба τ=100 нС/м шугаман нягтаар цэнэглэгдсэн хязгааргүй шулуун утаснаас үүсдэг. Утаснаас 10 см зайд Q = 10 nC цэгийн цэнэг байна. Цэнэг ба утас нь цэнэглэгдсэн хавтгайтай параллель нэг хавтгайд байгаа бол цэнэг дээр үйлчлэх хүч, түүний чиглэлийг тодорхойлно уу.
ШИЙДЭЛ
5 R=1 см радиустай, 2 мкС/м2 гадаргуугийн нягттай жигд цэнэглэгдсэн хязгааргүй шулуун цилиндрийн үүсгэсэн талбарт Q=25 nC цэгийн цэнэг байна. Цилиндрийн тэнхлэгээс r=10 см зайд байрлуулсан цэнэгт үйлчлэх хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
6 Цахилгаан орон нь 30 нС/м шугаман нягттай жигд цэнэглэгдсэн, хязгааргүй урт нимгэн утаснаас үүсдэг. Утаснаас a=20 см зайд r=1 см радиустай хавтгай дугуй талбай байгаа бөгөөд хэрэв түүний хавтгай нь суналтын шугамтай β=30° өнцөг үүсгэсэн бол энэ талбайг дайран өнгөрөх суналтын векторын урсгалыг тодорхойл. талбайн дундуур дайран өнгөрч байна.
ШИЙДЭЛ
7 R1=6 см ба R2=10 см радиустай хоёр төвтэй дамжуулагч бөмбөрцөг нь Q1=1 nC ба Q2=-0.5 nC цэнэгтэй. Бөмбөрцгийн төвөөс r1=5 см, r2=9 см, r3=15 см зайд байрлах цэгүүдийн талбайн хүчийг ол E(r) графикийг зур.
ШИЙДЭЛ
14.1 r=10 см зайд Q=10 nC цэгийн цэнэгийн үүсгэсэн цахилгаан орны хүчийг тодорхойл. Диэлектрик тос.
ШИЙДЭЛ
14.2 Q1=+8 nC ба Q2=-5.3 nC хоёр цэгийн цэнэгийн хоорондох зай 40 см. Цэнэгүүдийн дунд байрлах цэгийн талбайн хүчийг тооцоол. Хоёр дахь цэнэг эерэг байвал ямар хүчдэл байх вэ?
ШИЙДЭЛ
14.3 Бие биенээсээ d=20 см зайд байрлах Q1=10 nC ба Q2=-20 nC хоёр цэгийн цэнэгээр цахилгаан орон үүсдэг. Эхний цэнэгээс r1=30 см, хоёр дахь цэнэгээс r2=50 см алслагдсан цэг дээрх талбайн хүчийг тодорхойлно.
ШИЙДЭЛ
14.4 Хоёр цэгийн эерэг цэнэгийн хоорондох зай Q1=9Q ба Q2=Q 8 см бол эхний цэнэгээс r зайд цэнэгүүдийн талбайн хүч тэг байх вэ? Хоёр дахь цэнэг сөрөг байвал энэ цэг хаана байх вэ?
ШИЙДЭЛ
14.5 Q1=2Q ба Q2=-Q хоёр цэгийн цэнэг бие биенээсээ d зайд байрладаг. Эдгээр цэнэгүүдийг дайран өнгөрч буй шулуун шугам дээрх цэгийн байрлалыг ол, талбайн хүч нь Е тэг байна
ШИЙДЭЛ
14.6 Бие биенээсээ 10 см зайд байрлах Q1=40 nC ба Q2=-10 nC хоёр цэгийн цэнэгээр цахилгаан орон үүсдэг. Эхний цэнэгээс r1=12 см, хоёр дахь цэнэгээс r2=6 см алслагдсан цэг дээрх талбайн хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.7 R=8 см радиустай нимгэн цагираг нь t=10 nC/m шугаман нягттай жигд тархсан цэнэгийг тээж байна. r = 10 см зайд цагирагийн бүх цэгээс ижил зайд байгаа цэгийн цахилгаан орны хүч ямар байх вэ?
ШИЙДЭЛ
14.8 Хагас бөмбөрцөг нь 1 nC/m2 гадаргуугийн нягттай жигд тархсан цэнэгийг зөөдөг. Цахилгаан орны хүчийг ол геометрийн төвтархи.
ШИЙДЭЛ
14.9 R=10 см радиустай металл бөмбөрцөг дээр Q=1 nC цэнэг байна. Дараах цэгүүдэд цахилгаан орны хүчийг тодорхойлно: бөмбөрцгийн төвөөс r1=8 см зайд; түүний гадаргуу дээр; бөмбөрцгийн төвөөс r2=15 см зайд. E ба r-ийн графикийг зур.
ШИЙДЭЛ
14.10 R1=6 см ба R2=10 см радиустай хоёр төвтэй металл цэнэглэгдсэн бөмбөрцөг нь Q1=1 nC ба Q2=-0.5 nC цэнэгтэй байна. Бөмбөрцгийн төвөөс r1=5 см, r2=9 см, r3=15 см зайд байрлах цэгүүдийн талбайн хүчийг E(r)-ийг ол.
ШИЙДЭЛ
14.11 Маш урт, нимгэн, шулуун утас нь бүхэл бүтэн уртын дагуу жигд тархсан цэнэгийг дамжуулдаг. Төвийн эсрэг талын утаснаас a=0.5 м зайд талбайн хүч 200 В/м байвал шугаман цэнэгийн нягтыг тооцоол.
ШИЙДЭЛ
14.12 Бие биедээ параллель байрладаг хоёр урт нимгэн утаснуудын хоорондох зай 16 см байна. Утаснууд нь шугаман нягт нь m = 150 мкС/м-ийн эсрэг цэнэгээр жигд цэнэглэгддэг. Эхний болон хоёр дахь утаснуудаас r=10 см байрладаг цэгийн талбайн хүч ямар байх вэ?
ШИЙДЭЛ
14.13 d=5 см диаметртэй, 4 м урттай шулуун төмөр саваа гадаргуу дээрээ жигд тархсан Q=500 нС цэнэгийг авч явдаг. Савааны голын эсрэг талд, түүний гадаргуугаас a=1 см зайд байрлах цэгийн талбайн хүчийг E тодорхойлно.
ШИЙДЭЛ
14.14 R=2 см радиустай, хязгааргүй урт нимгэн ханатай металл хоолой нь гадаргуу дээр жигд тархсан 1 нС/м2 цэнэгтэй. Хоолойн тэнхлэгээс r1=1 см, r2=3 см зайд байрлах цэгүүдийн талбайн хүчийг E(r) тодорхойлно.
ШИЙДЭЛ
14.15 R1=2 см ба R2=4 см радиустай хоёр урт нимгэн ханатай коаксиаль хоолой нь τ1=1 τ2=-0,5 нС/м шугаман нягттай, уртын дагуу жигд тархсан цэнэгүүдийг зөөвөрлөнө. Хоолойн хоорондох зай нь эбонитээр дүүрсэн байна. Хоолойн тэнхлэгээс r1= 1 см, r2=3 см, r3=5 см зайд байрлах цэгүүдийн талбайн хүчийг Е тодорхойл. E ба r-ийн графикийг зур.
ШИЙДЭЛ
14.16 Нимгэн сегмент дээр шулуун дамжуулагч 10 см урт, цэнэг нь шугаман нягт τ=3 мкС/м жигд тархсан. Дамжуулагчийн тэнхлэг дээр байрлах ба сегментийн хамгийн ойрын төгсгөлөөс алслагдсан цэг дээр энэ цэнэгээс үүссэн E хүчдэлийг тооцоол. урттай тэнцүүэнэ сегмент.
ШИЙДЭЛ
14.17 l=12 см урттай нимгэн саваа шугаман нягт τ=200 нС/м цэнэгтэй байна. Савааны голд нь r=5 см зайд байрлах цэгийн цахилгаан орны хүчийг ол.
ШИЙДЭЛ
14.18 l=10 см урттай нимгэн саваа шугаман нягт τ=400 нС/м цэнэгтэй байна. Энэ төгсгөлөөс r=8 см зайд түүний аль нэг үзүүрээр нь татсан саваатай перпендикуляр дээр байрлах цэгийн цахилгаан орны хүчийг Е ол.
ШИЙДЭЛ
14.19 Дөрвөлжингийн гурван талын дагуу муруйсан нимгэн, жигд цэнэглэгдсэн савааны цэнэгээс цахилгаан орон үүсдэг. Талбайн урт 20 см цэнэгийн шугаман нягт m 500 нС/м. А цэг дээрх талбайн хүчийг Е тооцоол.
ШИЙДЭЛ
14.20 Тус бүр нь 12 см ба 16 см урттай хоёр шулуун нимгэн саваа t = 400 нС/м шугаман нягтаар цэнэглэгддэг. Саваа нь зөв өнцгийг үүсгэдэг. А цэг дээрх талбайн хүчийг Е-г ол (Зураг 14.10).
ШИЙДЭЛ
14.21 Талбайд жигд тархсан 1 nC/m2 ижил цэнэгтэй хоёр хязгааргүй зэрэгцээ хавтангаар цахилгаан орон үүсдэг. Хавтануудын хоорондох талбайн хүчийг E тодорхойлох; хавтангийн гадна талд. Хавтануудад перпендикуляр шугамын дагуух хүчдэлийн өөрчлөлтийн графикийг байгуул.
ШИЙДЭЛ
14.22 1 nC/m2 ба 3 nC/m2 гадаргуугийн нягттай талбайд жигд тархсан цэнэгийг зөөвөрлөх хоёр хязгааргүй зэрэгцээ хавтангаар цахилгаан орон үүсдэг. Хавтануудын хоорондох талбайн хүчийг E тодорхойлох; хавтангийн гадна талд. Хавтануудад перпендикуляр шугамын дагуух хүчдэлийн өөрчлөлтийн графикийг байгуул.
ШИЙДЭЛ
14.23 2 nC/m2 ба -5 nC/m2 гадаргуугийн нягттай талбайд жигд тархсан цэнэгийг зөөвөрлөх хоёр хязгааргүй зэрэгцээ хавтангаар цахилгаан орон үүсдэг. Хавтануудын хоорондох талбайн хүчийг тодорхойлох; хавтангийн гадна талд. Хавтануудад перпендикуляр шугамын дагуух хүчдэлийн өөрчлөлтийн графикийг байгуул
ШИЙДЭЛ
14.24 Хажуугийн урт нь a = 10 см ба b = 15 см хэмжээтэй ижил тэгш өнцөгт хоёр зэрэгцээ хавтангууд нь ялтсуудын шугаман хэмжээстэй харьцуулахад бие биенээсээ бага зайд байрладаг. Нэг хавтан дээр Q1 = 50 nC цэнэг жигд тархсан, нөгөө талд нь Q2 = 150 nC цэнэг байна. Хавтануудын хоорондох цахилгаан талбайн хүчийг тодорхойлно
ШИЙДЭЛ
14.25 Хязгааргүй хоёр зэрэгцээ хавтан нь 10 нС/м2 ба -30 нС/м2 гадаргуугийн нягттай жигд цэнэглэгддэг. 1 м2 талбайд ногдох ялтсуудын хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлно.
ШИЙДЭЛ
14.26 R = 10 см радиустай хоёр дугуй зэрэгцээ хавтан нь радиустай харьцуулахад бие биенээсээ бага зайд байрладаг. Хавтануудад хэмжээ нь тэнцүү, гэхдээ тэмдгээр нь эсрэгээрээ Q1=Q2=Q цэнэгийг өгсөн. Хэрэв ялтсууд F=2 мН хүчээр татагдсан бол энэ цэнэгийг тодорхойл. Цэнэгүүд ялтсууд дээр жигд тархсан гэж үзье.
ШИЙДЭЛ
14.27 R=5 см радиустай цул эбонит бөмбөлөг нь тэгш тархсан цэнэгийг зөөдөг. их хэмжээний нягтрал 10 нС/м3. Бөмбөрцгийн төвөөс r1=3 см зайд байгаа цэгүүдийн цахилгаан орны эрчим ба шилжилтийг тодорхойлох; бөмбөрцгийн гадаргуу дээр; бөмбөрцгийн төвөөс r2=10 см зайд. E(r) ба D(r) хамаарлын графикийг зур.
ШИЙДЭЛ
14.28 Хөндий шилэн бөмбөлөг нь эзлэхүүндээ жигд тархсан цэнэгийг зөөдөг. Түүний их хэмжээний нягт нь 100 нС/м3 байна. Бөмбөлөгний дотоод радиус R1 5 см, гаднах радиус R2=10 см бөмбөрцгийн төвөөс r1=3 см зайд байрлах цэгүүдийн цахилгаан талбайн эрчим хүч, D шилжилтийг тооцоол. r2=6 см; r3=12 см E(r) ба D(r) графикийг байгуул.
ШИЙДЭЛ
14.29 R=2 см радиустай парафины урт цилиндр нь 10 нС/м3 их хэмжээний нягттай эзлэхүүнд жигд тархсан цэнэгийг зөөвөрлөж байна. Цилиндрийн тэнхлэгээс r1=1 см зайд байрлах цэгүүдийн цахилгаан талбайн E эрчим ба шилжилт D-ийг тодорхойлох; r2=3см.Хоёр цэг нь цилиндрийн үзүүрээс ижил зайд байна. E(r) ба D(r) хамаарлын графикийг зур.
ШИЙДЭЛ
14.30 d=1 см-ийн зузаантай том хавтгай хавтан нь эзэлхүүний нягт нь 100 нС/м3 эзлэхүүний хэмжээнд жигд тархсан цэнэгийг авч явдаг. Гадаргуугаас бага зайд байрлах хавтангийн төв хэсгийн ойролцоо цахилгаан орны хүчийг ол.
ШИЙДЭЛ
14.31 d=2 см-ийн зузаантай шилэн хуудас 1 мкС/м3 хэмжээний нягттай жигд цэнэглэгддэг. A, B, C цэгүүд дэх цахилгаан талбайн E эрчим ба шилжилт D-ийг тодорхойлно уу. E(x) хамаарлын графикийг зур, х тэнхлэгийн координатууд нь шилэн хавтангийн гадаргуутай перпендикуляр байна.
ШИЙДЭЛ
14.32 Хязгааргүй дамжуулагч хавтгайгаас тодорхой a=5 см зайд Q=1 nC цэгийн цэнэг байна. Хавтгай дээр үүссэн цэнэгээс цэнэг дээр үйлчлэх хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.33 Хязгааргүй дамжуулагч хавтгайгаас a=10 см зайд Q=20 nC цэгийн цэнэг байна. Хавтгайгаас a зайд, Q цэнэгээс 2а зайд холдсон цэг дээрх цахилгаан орны хүчийг тооцоол.
ШИЙДЭЛ
14.34 Q = 40 nC цэгийн цэнэг нь хязгааргүй дамжуулагч хавтгайгаас 30 см зайд байрладаг. А цэг дээрх цахилгаан орны хүч Е ямар байх вэ (Зураг 14.12)?
ШИЙДЭЛ
14.35 Том төмөр хавтанг босоо хавтгайд байрлуулж, газартай холбосон. Хавтангаас a=10 см зайд байна тогтмол цэг, ℓ=12 см урт утас дээр дүүжлэв жижиг бөмбөгмасс m=0.1 г Бөмбөгт Q цэнэг өгөхөд тэр хавтан руу татагдсаны үр дүнд утас босоо тэнхлэгээс α=30° өнцгөөр хазайсан. Бөмбөгний Q цэнэгийг ол.
ШИЙДЭЛ
14.36 Нимгэн утас нь τ=2 мкС/м шугаман нягттай уртын дагуу жигд тархсан цэнэгийг зөөдөг. Утасны дунд хэсгийн ойролцоо r=1 см зайд, урттай харьцуулахад бага, Q=0.1 мкС цэгийн цэнэг байна. Цэнэгэнд үйлчлэх F хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.37 Том металл хавтан нь гадаргуу дээр жигд тархсан 10 нС/м2 цэнэгийг зөөдөг. Хавтангаас бага зайд Q = 100 nC цэгийн цэнэг байна. Цэнэгэнд үйлчлэх F хүчийг ол.
ШИЙДЭЛ
14.38 Цэгийн цэнэг Q=1 μC нь жигд цэнэгтэй том хавтангийн дэргэд түүний дундын эсрэг талд байрладаг. Хэрэв цэгийн цэнэгт F = 60 мН хүч үйлчилж байвал хавтангийн гадаргуугийн цэнэгийн нягтыг тооцоол.
ШИЙДЭЛ
14.39 Хавтгай конденсаторын ялтсуудын хооронд Q = 30 nC цэгийн цэнэг байна. Конденсаторын орон цэнэг дээр F1=10 мН хүчээр үйлчилнэ. F2 хүчийг тодорхойлно харилцан татаххавтан, хэрэв хавтан бүрийн 5 талбай нь 100 см2 бол.
ШИЙДЭЛ
14.40 20 нС/м2 гадаргуугийн нягттай талбайд жигд тархсан цэнэг бүхий хязгааргүй хавтантай зэрэгцээ. уртын дагуу жигд тархсан цэнэгтэй нимгэн утас байдаг (t = 0.4 nC/m). ℓ=1 м урт утас дээр үйлчлэх F хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.41 Тус бүр нь 100 см2 талбайтай хоёр ижил дугуй хавтан нь хоорондоо параллель байрладаг. Нэг хавтангийн цэнэг Q1 нь +100 nC, нөгөө нь Q2 = -100 nC. Хоёр тохиолдолд ялтсуудын харилцан таталцлын F хүчийг тодорхойлно уу: 1) r1=2 см; 2) r2=10 м.
ШИЙДЭЛ
14.42 Хавтгай конденсатор нь шилээр тусгаарлагдсан хоёр хавтангаас бүрдэнэ. Эвдрэлийн өмнөх цахилгаан орны хүч нь 30 МВ/м байвал ялтсууд эвдрэхээс өмнө шилэнд ямар даралт үзүүлэх вэ?
ШИЙДЭЛ
14.43 Хоёр зэрэгцээ, хязгааргүй урт шулуун утас нь τ1=0.1 мкС/м ба τ2=0.2 мкС/м шугаман нягттай уртын дагуу жигд тархсан цэнэгийг зөөвөрлөнө. 1 м урттай утаснуудын харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойл, утас хоорондын зай 10 см байна.
ШИЙДЭЛ
14.44 Шулуун, эцэс төгсгөлгүй, нимгэн утас нь уртаараа жигд тархсан 1 мкС/м цэнэгтэй. Утас агуулсан хавтгайд утастай перпендикуляр l урттай нимгэн саваа байна. Утастай хамгийн ойрхон саваагийн төгсгөл нь түүнээс l зайд байрладаг. Хэрэв τ2=0.1 мкС/м шугаман нягтаар цэнэглэгдсэн саваа дээр үйлчлэх хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.45 Металл бөмбөг Q1=0.1 мкС цэнэгтэй. Холын зайд радиустай тэнцүүбөмбөг, түүний гадаргуугаас хүчний шугамын дагуу сунгасан утасны төгсгөл байдаг. Утас нь уртын дагуу жигд тархсан Q2 = 10 nC цэнэгийг авч явдаг. Утасны урт нь бөмбөгний радиустай тэнцүү байна. Бөмбөгний радиус 10 см бол утас дээр үйлчлэх F хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.46 20 нС/м жигд тархсан цэнэгтэй хагас цагираг нь 0.5 мкК/м жигд цэнэглэгдсэн шугамтай хязгааргүй шулуун шугамтай коаксиаль байрлалтай байна. Утас ба хагас цагираг хоорондын харилцан үйлчлэлийн F хүчийг тодорхойл.
ШИЙДЭЛ
14.47 Төгсгөлгүй шулуун утас жигд зөөвөрлөнө тараасан төлбөршугаман нягттай τ1=1 мкС/м. Нимгэн цагираг нь утастай коаксиаль байрлалтай, шугаман нягт нь τ2=10 нС/м жигд цэнэглэгддэг. Бөгжийг сунгах хүчийг тодорхойл. хоорондын харилцан үйлчлэл тусдаа элементүүдбөгжийг үл тоомсорлодог.
ШИЙДЭЛ
14.48 Хязгааргүй урт жигд цэнэглэгдсэн τ1=τ2=τ=1 μC/m хоёр нимгэн утас бие биентэйгээ зөв өнцгөөр огтлолцсон байна. Тэдний харилцан үйлчлэлийн хүчийг тодорхойлох.
ШИЙДЭЛ
14.49 Хязгааргүй хавтгай нь 1 мкС/м2 гадаргуугийн нягттай жигд тархсан цэнэгийг тээвэрлэдэг. Хавтгаас тодорхой зайд түүнтэй параллель байх үед r = 10 см радиустай тойрог байна.
ШИЙДЭЛ
14.50 Хажуугийн урт нь 10 см-тэй тэнцүү хавтгай дөрвөлжин хавтан нь хязгааргүй жигд цэнэглэгдсэн 1 мкС/м2 хавтгайгаас тодорхой зайд байрладаг. Хавтангийн хавтгай нь талбайн шугамуудтай 30 өнцөг үүсгэдэг. Энэ хавтангаар дамжин өнгөрөх цахилгаан шилжилтийн урсгалыг ол.
ШИЙДЭЛ
14.51 R=20 см радиустай бөмбөрцгийн төвд Q=10 nC цэгийн цэнэг байна. Хэсэгээр дамжих суналтын векторын урсгалыг тодорхойлно бөмбөрцөг гадаргууталбай S=20 см2
ШИЙДЭЛ
14.52 0.5 sr хатуу өнцөгтэй конусын орой дээр Q = 30 nC цэгийн цэнэг байна. дэвсгэрээр дамжин өнгөрөх цахилгааны шилжилтийн урсгалыг тооцоолох, шугамаар хязгаарлагдсанконусын гадаргууг бусад гадаргуутай огтлолцох.
ШИЙДЭЛ
14.53 Талууд нь 3 ба 2 см урттай тэгш өнцөгт хавтгай талбай нь Q = 1 мкС цэгийн цэнэгээс R = 1 м зайд байрладаг. Талбай нь хурцадмал шугамууд нь түүний гадаргуутай 30 өнцгийг бий болгохын тулд чиглэсэн байна. Сайтаар дамжин хурцадмал векторын урсгалыг ол
ШИЙДЭЛ
14.54 Q = 0.1 мкС цэгийн цэнэгээр цахилгаан орон үүсдэг. R = 30 см радиустай дугуй дэвсгэрээр дамжин өнгөрөх цахилгаан шилжилтийн урсгалыг тодорхойл. Цэнэг нь дэвсгэрийн ирмэгээс ижил зайд байрладаг бөгөөд түүний төвөөс a = 40 см зайд байрладаг.
ШИЙДЭЛ
14.55 Цэнэглэх Q = 1 μC нь дугуй платформын ирмэгээс r = 20 см-ийн зайд байрладаг. Талбайн доторх E хүчдэлийн дундаж утгыг тодорхойлно
ШИЙДЭЛ
14.56 Цахилгаан орон нь 0.3 мкС/м жигд цэнэглэгдсэн шугамын хязгааргүй шулуун шугамаар үүсгэгддэг. Тэгш өнцөгт талбайгаар дамжин өнгөрөх цахилгаан шилжилтийн урсгалыг тодорхойлох, хоёр том талууд r=20 см зайд цэнэглэгдсэн шугамтай параллель байх ба тавцангийн талууд нь a=20 см, b=40 см хэмжээтэй байна
Цахилгаан цэнэгийн харилцан үйлчлэлийг цэнэг бүрийн эргэн тойронд байдагтай холбон тайлбарладаг цахилгаан орон.
Цахилгаан цэнэгийн орон - Энэ материаллаг объект, энэ нь орон зайд тасралтгүй бөгөөд бусад цахилгаан цэнэг дээр ажиллах чадвартай. Цахилгаан орон суурин төлбөрдуудсан электростатик. Электростатик талбар нь зөвхөн цахилгаан цэнэгээр үүсдэг бөгөөд эдгээр цэнэгийг тойрсон орон зайд оршдог бөгөөд тэдгээртэй салшгүй холбоотой байдаг.
Хэрэв та цахилгааны тэнхлэгт хүрэлгүйгээр тодорхой зайд цэнэглэгдсэн саваа авчрах юм бол зүү бөхийх болно. Энэ бол цахилгаан талбайн үйлдэл юм.
Цэнэгүүд бие биенээсээ тодорхой зайд оршдог тул харилцан үйлчилдэг. Энэ харилцан үйлчлэл нь цахилгаан талбараар дамждаг. Сансар огторгуйн янз бүрийн цэгүүдэд цахилгаан цэнэг байрлуулах замаар цахилгаан орон байгаа эсэхийг илрүүлж болно. Хэрэв тухайн цэгийн цэнэг нөлөөлсөн бол цахилгаан хүч, тэгвэл энэ нь орон зайн өгөгдсөн цэг дээр цахилгаан орон байна гэсэн үг юм. Графикийн хувьд хүчний талбаруудхүчний шугамаар дүрсэлсэн.
цахилгаан шугам цэг тус бүрийн шүргэгч нь энэ цэг дэх цахилгаан орны хүчний вектортой давхцаж байгаа шугам юм.
Цахилгаан талбайн хүч физик хэмжигдэхүүн, тоон үзүүлэлт юм хүч чадалтай тэнцүү, байрлуулсан нэгж цэнэгээр ажиллах энэ цэгталбайнууд. Хүчдэлийн векторын чиглэлийг эерэг цэгийн цэнэгт үйлчлэх хүчний чиглэл гэж авна.
Нэг төрлийн цахилгаан орон- энэ бол бүх цэгүүдэд эрч хүч нь ижил байдаг талбар юм үнэмлэхүй үнэ цэнэболон чиглэл. Хоёр эсрэг цэнэгтэй металл хавтангийн хоорондох цахилгаан орон нь ойролцоогоор жигд байна. Ийм талбайн талбайн шугамууд нь ижил нягттай шулуун шугамууд юм.
Боломжтой. Боломжит ялгаа. Хурцадмал байдлаас гадна чухал шинж чанарцахилгаан орон бол потенциал j. Потенциал j байна эрчим хүчний шинж чанарцахилгаан орон, харин эрчим E нь түүний хүчний шинж чанар, учир нь потенциал нь тухайн талбайн өгөгдсөн цэг дэх нэгж цэнэгийн эзэмшиж буй потенциал энергитэй тэнцүү бөгөөд эрчим нь энэ нэгж цэнэг дээр тухайн талбайн үйлчлэх хүчинтэй тэнцүү байна.
цахилгаан талбарт
Диэлектрик эсвэл тусгаарлагч цахилгаан цэнэгийг өөрөөсөө дамжуулж чаддаггүй биетүүдийг гэнэ. Энэ нь тэдэнд үнэ төлбөргүй төлбөр байхгүйтэй холбон тайлбарлаж байна.
Хэрэв диэлектрикийн нэг төгсгөлийг цахилгаан талбарт байрлуулсан бол диэлектрик дотор чөлөөт цэнэг зөөгч байхгүй тул цэнэгийн дахин хуваарилалт хийхгүй. Диэлектрикийн хоёр төгсгөл нь төвийг сахисан байх болно. Таталцал цэнэггүй биедиэлектрикээс цэнэглэгдсэн бие рүү шилжих нь цахилгаан талбайд диэлектрикийн туйлшрал, өөрөөр хэлбэл, шилжилт хөдөлгөөн үүсдэгтэй холбон тайлбарладаг. эсрэг талуудБодисын атом, молекулыг бүрдүүлдэг холбогдох цэнэгүүдээс ялгаатай.
Туйлт ба туйлшгүй диэлектрик
TO туйлшралгүйСөрөг цэнэгтэй электрон үүлний төв нь эерэг үүлний төвтэй давхцаж буй атом эсвэл молекул дахь диэлектрикүүд орно. атомын цөм. Жишээлбэл, идэвхгүй, хүчилтөрөгч, устөрөгч, бензол.
Туйлтдиэлектрик нь эерэг ба тархалтын төвүүд нь молекулуудаас бүрддэг сөрөг цэнэгүүдтаарахгүй байна. Жишээлбэл, архи, ус. Тэдний молекулууд нь бие биенээсээ тодорхой зайд байрладаг хоёр цэгийн цэнэгийн цуглуулга гэж үзэж болно, хэмжээ нь тэнцүү, тэмдэг нь эсрэг байна. Ийм ерөнхийдөө төвийг сахисан системийг цахилгаан диполь гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан орон дахь дамжуулагч
Дамжуулагч гэдэг нь цахилгаан цэнэгийг өөрөөсөө дамжуулж чаддаг бие юм. Дамжуулагчийн энэ шинж чанарыг тэдгээрийн дотор үнэ төлбөргүй тээвэрлэгч байгаагаар тайлбарладаг. Дамжуулагчийн жишээнд метал ба электролитийн уусмал орно.
Хэрэв та металл дамжуулагчийг авч, нэг үзүүрийг нь цахилгаан талбайд байрлуулах юм бол тэр төгсгөлд цахилгаан цэнэг гарч ирнэ. Цахилгаан цэнэг хадгалагдах хуулийн дагуу дамжуулагчийн нөгөө үзүүрт том хэмжээтэй тэнцүү, тэмдгээр эсрэг тэсрэг цэнэг гарч ирнэ. Цахилгаан талбарт байрлуулсан дамжуулагчийн ялгаатай цэнэгүүдийг салгах үзэгдлийг гэнэ. электростатик индукц.
Цахилгаан орон руу дамжуулагчийг оруулахад түүний доторх чөлөөт цэнэгүүд хөдөлж эхэлдэг. Цэнэгүүдийн дахин хуваарилалт нь цахилгаан талбайн өөрчлөлтийг үүсгэдэг. Цэнэгүүдийн хөдөлгөөн нь дамжуулагч доторх цахилгаан талбайн хүч болох үед л зогсдог тэгтэй тэнцүү. Үнэгүй төлбөрЦахилгаан орны хүч чадлын вектор нь биеийн гадаргууд перпендикуляр байх хуваарилалтад хүрэх үед дамжуулагч биеийн гадаргуугийн дагуу хөдөлгөөнийг зогсооно. Дамжуулагчийн доторх электростатик орон нь тэг, бүхэлдээ статик цэнэгдамжуулагч нь түүний гадаргуу дээр төвлөрдөг.
Цахилгаан хүчин чадал, конденсатор
Цахилгаан хүчин чадал - дамжуулагчийн цэнэгийг барих чадварыг тодорхойлох тоон хэмжүүр.
Эсрэг цахилгаан цэнэгийг салгах хамгийн энгийн аргууд - цахилгаанжуулалт ба электростатик индукц нь биеийн гадаргуу дээр олж авах боломжийг танд олгоно. их тооүнэгүй цахилгаан төлбөр. Хуримтлалын хувьд мэдэгдэхүйц тоо хэмжэээсрэг цахилгаан цэнэгүүдийг ашигладаг конденсаторууд.
Конденсаторнь диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр дамжуулагч (хавтан) систем бөгөөд тэдгээрийн зузаан нь дамжуулагчийн хэмжээтэй харьцуулахад бага байдаг. Жишээлбэл, зэрэгцээ байрладаг, диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр хавтгай металл хавтан үүсдэг хавтгайконденсатор.
Хавтгай конденсаторын ялтсуудад тэнцүү хэмжээний цэнэг өгөгдсөн бол эсрэг тэмдэг, тэгвэл ялтсуудын хоорондох цахилгаан талбайн хүч нь нэг хавтан дээрх талбайн хүчнээс хоёр дахин хүчтэй байх болно. Хавтануудын гадна талд цахилгаан талбайн хүч нь тэг байна, учир нь тэнцүү төлбөр өөр тэмдэгхоёр хавтан дээр ялтсуудын гадна талд цахилгаан орон үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн хүч чадал нь тэнцүү хэмжээтэй боловч эсрэг чиглэлтэй байдаг.
Цахилгаан гүйдэл
Энэ бол цэнэгтэй бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөн юм. Металлын хувьд гүйдэл дамжуулагч нь чөлөөт электронууд, электролитэд - сөрөг ба эерэг ионууд, хагас дамжуулагчид - электрон ба нүхнүүд, хийд - ион ба электронууд. Тоон шинж чанаргүйдэл нь одоогийн хүч юм.
Эх үүсвэрүүд нь гальваник эс байж болно (химийн урвал явагддаг ба дотоод энерги, цахилгаан болж хувирдаг) ба батерей (цэнэглэхийн тулд түүгээр шууд гүйдэл дамждаг. химийн урвалНэг электрод эерэг, нөгөө нь сөрөг цэнэгтэй болдог.
Цахилгаан гүйдлийн үйлдэл: дулааны, химийн, соронзон.
Цахилгаан гүйдлийн чиглэл: +-ээс – хүртэл
Тийм ч учраас хангалттай нөхцөлУчир нь гүйдэл оршин тогтнох нь цахилгаан орон ба чөлөөт цэнэг зөөгч байх явдал юм. Гүйдэл байгаа эсэхийг түүнийг дагалдаж буй үзэгдлээс дүгнэж болно: Гүйдэл урсаж буй дамжуулагч нь халдаг. Цахилгаан гүйдэл өөрчлөгдөж болно химийн найрлагадамжуулагч.
Хөрш зэргэлдээ цэгүүд болон соронзлогдсон биед үзүүлэх хүчний нөлөө.
Дамжуулагчийн дотор цахилгаан орон байх үед түүний төгсгөлд боломжит ялгаа бий. Хэрэв энэ нь өөрчлөгдөхгүй бол тогтмол байна цахилгаан гүйдэл.
Одоогийн хүч чадал
Одоогийн хүч чадал– дамжих цэнэгийн харьцаа хөндлөн огтлолхугацааны интервалд дамжуулагч, энэ хугацааны интервалд.
Одоогийн хүч нь цэнэгийн нэгэн адил скаляр хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь эерэг ба сөрөг аль аль нь байж болно. Гүйдлийн эерэг чиглэлийг хөдөлгөөн гэж авна эерэг цэнэгүүд. Хэрэв одоогийн хүч нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөхгүй бол гүйдлийг дуудна байнгын .
Цахилгаан хөдөлгөгч хүч
Дамжуулагчид цахилгаан гүйдэл байхын тулд урт хугацаа, цахилгаан гүйдэл үүсэх нөхцөлийг тогтмол байлгах шаардлагатай.
Гаднах хэлхээнд цахилгаан цэнэг нь цахилгаан орны хүчний нөлөөн дор хөдөлдөг. Гэхдээ гадаад хэлхээний төгсгөлд боломжит зөрүүг хадгалахын тулд одоогийн эх үүсвэр дотор цахилгаан цэнэгийг цахилгаан талбайн хүчний эсрэг шилжүүлэх шаардлагатай. Ийм хөдөлгөөнийг зөвхөн цахилгаан статик бус хүчний нөлөөн дор хийж болно.
Эх үүсвэр доторх цахилгаан цэнэгийн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг хүч DCцахилгаан статик талбайн үйл ажиллагааны чиглэлийн эсрэг хүч гэж нэрлэдэг гадны хүчин. Гадны хүч орж байна гальван эсэсвэл үүний үр дүнд батерей үүсдэг цахилгаан химийн процессууд, электрод-электролитийн интерфейс дээр үүсдэг. DC машинд гадаад хүч нь Лоренцын хүч юм.
Дамжуулагчийн цуваа ба зэрэгцээ холболт
Тогтмол гүйдлийн цахилгаан хэлхээн дэх дамжуулагчийг цуваа болон зэрэгцээ холбож болно.
Цуваа холболтын хувьд цахилгаан хэлхээямар ч салбаргүй, бүх дамжуулагчийг хэлхээнд дараалан оруулна.
Цахилгаан цэнэг нь дамжуулагч болон дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжин хуримтлагддаггүй тул бүх дамжуулагчийн гүйдлийн хүч ижил байна. тодорхой хугацааижил цэнэг дамжин өнгөрдөг.
Дамжуулагчийг цувралаар холбоход тэдгээрийн нийт цахилгаан эсэргүүцэл нь нийлбэртэй тэнцүү байна цахилгаан эсэргүүцэлбүх дамжуулагч.
At зэрэгцээ холболт цахилгаан хэлхээ нь салбаруудтай (салбар цэгийг зангилаа гэж нэрлэдэг). Кондукторуудын эхлэл ба төгсгөлүүд байна нийтлэг цэгүүдтэжээлийн эх үүсвэрт холбох.
Энэ тохиолдолд бүх дамжуулагч дээрх хүчдэл ижил байна. Зэрэгцээ холбогдсон бүх дамжуулагчийн гүйдлийн хүч чадлын нийлбэртэй тэнцүү байна, учир нь нэгж хугацаанд зангилаа руу орох цэнэг нь зангилаанд хуримтлагддаггүй; цэнэгтэй тэнцүү, нэгэн зэрэг зангилаанаас гарах.
Химийн эх үүсвэр e. d.s. (батерей, элементүүд) хоорондоо цуваа, зэрэгцээ, холимог байдлаар холбогдсон байна.
Эх сурвалжуудын цуваа холболт. d.s. Зураг дээр бие биетэйгээ холбогдсон гурван батерейг харуулж байна. Өмнөх эх үүсвэр бүрийн хасах нь дараагийн эх үүсвэрийн нэмэхтэй холбогдсон батерейны энэ холболтыг цуваа холболт гэж нэрлэдэг. Өөр хоорондоо холбогдсон батерей буюу эсүүдийн бүлгийг батерей гэж нэрлэдэг.
Цахилгаан хүчин чадал (хуудас 2)
1. Хавтгай конденсаторын ялтсууд дээр U = 220 В хүчдэлтэй байна.
Хэрэв ялтсуудын хоорондох зай d=1 мм бол түүний дунд муж дахь ялтсуудын хоорондох цахилгаан орны хүчийг Е тодорхойл. Цэнэгтэй бөөмс дээр энэ талбайн мужид үйлчилж буй F хүч гэж юу вэ?
IN дунд бүсхавтгай конденсаторын ялтсуудын хоорондох зай, цахилгаан талбарыг жигд гэж үзэж болно. Цахилгаан талбайн шугам нь эерэг цэнэгтэй хавтангийн гадаргуугаас эхэлж, сөрөг цэнэгтэй хавтангийн гадаргуу дээр төгсдөг. Эдгээр шугамууд нь ялтсуудтай перпендикуляр байна. Тиймээс ялтсуудын хоорондох зай нь цахилгаан талбайн эрчмийн шугамын урттай тэнцүү байна. Тиймээс, цахилгаан хүчдэлялтсуудын хоорондох зайг тэдгээрийн хоорондох зайнд хуваасан нь цахилгаан орны хүч чадалтай тэнцүү байна. 
d зайг метрээр хэмждэг. Цахилгаан цэнэгтэй бөөмс энэ талбарт хүчээр үйлчилдэг
Хүчний нэгж j/m-ийг Ньютон (товчилсон n) гэнэ.2. Генераторын нээлттэй терминалуудын хоорондох хүчдэл нь 115 В (Зураг 1).
Дараах тохиолдолд терминалын потенциалыг тодорхойлно: a) "нэмэх" терминалыг газардуулах; б) "хасах" терминалыг газардуулах.
Шийдэл:
Генераторын нэмэх ба хасах терминалуудын хоорондох цахилгаан хүчдэл U нь эдгээр терминалуудын потенциалын зөрүүтэй тэнцүү байна: . Эхний тохиолдолд "нэмэх" терминал газардуулгатай байна. Орлуулах тоон утгууд, бид хаанаас авдаг
Хоёр дахь тохиолдолд хасах терминал нь газардуулгатай тул. Тоон утгыг орлуулснаар бид хаана байх болно
Асуудлын шийдэлд үндэслэн тодорхой хэмжигдэхүүн нь цахилгаан хүчдэл болохыг харж болно. Талбайн бүх цэгийн потенциалууд нэгэн зэрэг ижил хэмжээгээр өөрчлөгдөхөд энэ нь өөрчлөгдөхгүй. Үүний зэрэгцээ цахилгаан орны бие даасан цэгүүдийн потенциал нь тодорхой цэгийн газардуулгаас хамаарч өөрчлөгдөж болно.3. Хавтгай конденсаторын нэрлэсэн хүчдэл нь эвдрэлийн хүчдэлээс 4 дахин бага байх ёстой бол хавтгай конденсаторын ялтсуудын хоорондох гялтгануурын давхаргын шаардагдах зузааныг тодорхойлно. Гялтгануурын хурцадмал байдал 
. Ямар зузаантай цахилгаан картон шаардагдах вэ (үүнд 
), гялтгануурын оронд хэрэглэвэл:
Эвдрэлийн хүчдэл Хавтгай конденсаторын цахилгаан талбарыг жигд байна гэж үзвэл гялтгануурын давхаргын хүссэн зузааныг авна. 
Эвдрэлийн хүчдэл нь 24 кВ тул цахилгаан картон шаардлагатай зузаан 
Зузааны харьцаа нь суналтын харьцаатай дараах байдлаар хамааралтай. 
Иймээс шаардлагатай диэлектрик зузаан нь эвдрэлийн хүчдэлтэй урвуу хамааралтай байна.
4. С = 1 мкФ багтаамжтай конденсатор нь сүлжээнд холбогдсон тогтмол хүчдэл U=220 В.
Сүлжээний эерэг туйлтай холбогдсон хавтангийн цахилгаан цэнэгийг тодорхойлно. Сүлжээний хүчдэл хоёр дахин их байвал цахилгаан цэнэг ямар байх вэ?
Микрофарадаар хэмжигдэх С багтаамжийг орлуулсаны улмаас цахилгаан цэнэгийг микрокуломоор хэмждэг цахилгаан цэнэг.
Конденсаторын багтаамж C - тогтмол, Хэрэв диэлектрик шинж чанарялтсуудын хоорондох тусгаарлагч нь конденсаторын хавтангуудад хэрэглэсэн U хүчдэлээс хамаардаггүй. Энэ цахилгаан багтаамжийг шугаман гэж нэрлэдэг.
Шугаман багтаамжтай конденсаторыг хагас хүчдэлтэй сүлжээнд холбоход цахилгаан цэнэг мөн хагасаар бага байх болно. зөв сонголтКонденсаторын багтаамж нь хэвийн хүчдэлд конденсаторыг асаахад шаардагдах цэнэгийг хангана.5. Хавтгай конденсатор нь C = 20 pF багтаамжтай.
Хэрэв конденсатор нь дөрвөн давхар аюулгүй байдлын хүчин зүйлтэй ажиллах ёстой бол шилэн диэлектрикийн зузаан ба хавтангийн талбайн хувьд юуг сонгох вэ?
Аюулгүй байдлын хүчин зүйлээс дөрөв дахин их эвдрэлийн хүчдэл нь нэрлэсэн хүчдэлээс 4 дахин их байна: Шаардлагатай шилэн зузаан 
Хавтгай конденсаторын багтаамжийн томъёоноос бид хавтангийн талбайг тодорхойлно. Энэ томъёонд хэмжигдэхүүнийг хэмждэг:
Үүнд тоон утгыг орлуулъя: 
At бага утгуудба d-ийн өндөр утгатай бол конденсаторын хавтангийн талбай илүү том байх ёстой.6. Хувьсах конденсаторын багтаамж нь 10-аас 200 pF хооронд жигд өөрчлөгдөж болно.
Хэрэв та ижил хоёр дахь конденсаторыг энэ конденсатор руу холбовол багтаамжийн өөрчлөлтийн ямар хязгаарыг авч болох вэ?
Хоёр дахь конденсаторын холболт нь цуваа эсвэл зэрэгцээ байж болно. Хэрэв хоёр дахь конденсатор нь эхнийхтэй зэрэгцээ холбогдсон бол тэдгээрийн эквивалент багтаамж нь тус тусын конденсаторуудын багтаамжийн нийлбэртэй тэнцүү байна.
Хамгийн их багтаамж нь: Хэрэв хоёр дахь конденсатор эхнийхтэй цуваа холбогдсон бол харилцанэквивалент багтаамж нь бие даасан конденсаторуудын багтаамжийн харилцан үйлчлэлийн нийлбэртэй тэнцүү байх болно. Тиймээс хамгийн бага хүчин чадлыг дараах байдлаар тодорхойлно. 
Эндээс Тиймээс багтаамж нь 5-аас 400 pF хооронд хэлбэлздэг.
Хоёр дахь конденсаторыг цувралаар холбосноор хамгийн бага багтаамж багасч, хоёр дахь конденсаторыг зэрэгцээ холбох нь хамгийн их багтаамжийг нэмэгдүүлсэн.
Хоёр ижил конденсаторыг цуваа холбосон үед хэлхээг зэрэгцээ холбосоноос хоёр дахин их хүчдэлд залгаж болно.
Тасалбарын дугаар 19. Цахилгаан орон: цахилгаан талбайн хүч, цахилгаан орны хүчний шугам, цэнэглэгдсэн хавтгайн цахилгаан орны хүч, бөмбөрцөг, бөмбөг, эсрэг цэнэгтэй ялтсуудын хоорондох цахилгаан орны хүч.
Цахилгаан орон - онцгой төрөлЦэнэглэгдсэн биетүүдийн эргэн тойронд оршдог, бусад цэнэгтэй биетэй харилцан үйлчлэлээр илэрдэг матери.
Үл хөдлөх хөрөнгө:
- Хязгааргүйд тархдаг Зайны хажуугаар сулардаг Хүний мэдрэхүйгээр мэдрэгддэггүй
Цахилгаан орны хүч (E) -
Цахилгаан талбайн чадлын шинж чанар;
Нэг цэгийн цахилгаан цэнэг дээр цахилгаан орон үйлчлэх хүчийг энэ цэнэгийн утгатай харьцуулсан физик хэмжигдэхүүн.
Үүнд хамаарна:
- Талбарыг үүсгэх цэнэгийн хэмжээ Цэнэг хүртэлх зай Талбайн байрлах орчин
Энд q1 нь хүч үйлчлэх цэнэг юм.
Цахилгаан орны хүч чадлын шугам - цахилгаан шугамцахилгаан орон, шүргэгч нь эрчмийн векторын чиглэлтэй давхцдаг. Шугамууд нь "+" цэнэгээс "-" руу чиглэнэ. Шугамын нягтыг ашиглан цахилгаан талбайн хүчийг дүгнэж болно.
Сансар огторгуйн янз бүрийн цэгүүдэд векторын чиглэлийг тодорхойлох замаар цахилгаан орны хүч чадлын шугамын тархалтын зургийг төсөөлж болно. Ижил нэртэй хоёр цэнэгийн хувьд энэ зураг нь 131-р зурагт, ялгаатай цэнэгийн хувьд 132-р зурагт үзүүлсэн хэлбэртэй байна.
Цэнэглэгдсэн онгоцны цахилгаан талбайн хүч.
Цэнэглэх системийн чухал жишээ бол цэнэглэгдсэн онгоц юм. гэх мэт хязгааргүй хавтгайБид ямар ч байсан авч үзэж болно хавтгай хавтан, талбайг хайж байгаа цэгээс хавтан хүртэлх зай их байвал жижиг хэмжээтэйхавтан өөрөө. Цэнэглэгдсэн хавтгай нь гадаргуугийн цэнэгийн нягтын (y) утгаар тодорхойлогддог. Энэ юу вэ? S талбайтай хавтгайн жижиг хэсгийг авъя.Энэ хэсгийн цэнэгийг q-тай тэнцүү болгоё. Дараа нь гадаргуугийн нягтцэнэгийг цэнэгийн талбайн харьцаагаар тодорхойлно: y =
Өөрөөр хэлбэл гадаргуугийн цэнэгийн нягт нь нэгж талбайд ногдох цэнэг юм. Нэг жигд цэнэглэгдсэн хавтгайн талбайн хүч чадлын вектор нь хавтгайд перпендикуляр; Хэрэв онгоц эерэг цэнэгтэй бол онгоцноос хол, сөрөг цэнэгтэй бол онгоц руу чиглэнэ.
Хамгийн гайхалтай нь талбайн хүч чадлын хэмжээ нь онгоц хүртэлх зайнаас хамаардаггүй явдал юм. Энэ нь тэнцүү байна: Энэ томъёо нь хүчинтэй байна. Диэлектрик тогтмол e талбартай орчинд ердийнх шиг e дахин буурдаг.
Нэг жигд цэнэглэгдсэн бөмбөрцөг гадаргуугийн цахилгаан талбайн хүч.
Нийт цэнэг Q-тай R радиустай бөмбөрцөг гадаргуу жигд цэнэглэгддэг. -д баярлалаа жигд хуваарилалтгадаргуу дээр цэнэг, түүний бий болгосон талбар байна бөмбөрцөг тэгш хэм. Тиймээс хурцадмал шугамууд нь радиаль чиглэлд чиглэгддэг. r радиустай бөмбөрцгийг оюун ухаанаараа байгуулъя ерөнхий төвцэнэглэгдсэн бөмбөрцөгтэй. Хэрэв r > R бол авч үзэж буй талбарыг үүсгэсэн Q цэнэг бүхэлдээ гадаргуу дотор орох ба Гауссын теоремын дагуу , үүнээс: 
.
Эсрэг цэнэгтэй ялтсуудын хоорондох цахилгаан талбайн хүч.
Конденсатор. Цахилгаан цэнэгийг ялгах хамгийн энгийн аргууд - контактаар цахилгаанжуулалт, электростатик индукц нь биеийн гадаргуу дээр харьцангуй цөөн тооны чөлөөт цахилгаан цэнэгийг олж авах боломжийг олгодог. Эсрэг цахилгаан цэнэгийг их хэмжээгээр хуримтлуулахын тулд конденсаторуудыг ашигладаг.
Конденсатор нь диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр дамжуулагч (хавтан) систем бөгөөд тэдгээрийн зузаан нь дамжуулагчийн хэмжээтэй харьцуулахад бага байдаг. Жишээлбэл, зэрэгцээ байрладаг, диэлектрик давхаргаар тусгаарлагдсан хоёр хавтгай металл хавтан үүсдэг хавтгай конденсатор.
Хэрэв хавтгай конденсаторын ялтсууд нь ижил хэмжээтэй, эсрэг тэмдэгтэй цэнэгтэй бол ялтсуудын хоорондох цахилгаан талбайн хүч нь нэг хавтангийн талбайн хүчнээс хоёр дахин хүчтэй байх болно. Хоёр хавтан дээрх эсрэг тэмдэгтүүдийн тэнцүү цэнэгүүд нь хавтангийн гадна талд цахилгаан талбар үүсгэдэг бөгөөд тэдгээрийн хүч чадал нь магнитудын хувьд тэнцүү боловч чиглэлийн эсрэг байдаг (Зураг 145).
