Elektr toki. Hozirgi kuch
Zaryadlangan jismlar elektrdan tashqari boshqa turdagi maydonni yaratishga qodir. Agar zaryadlar harakatlansa, ular atrofidagi fazoda maxsus turdagi materiya hosil bo'ladi, deyiladi magnit maydon. Binobarin, zaryadlarning tartibli harakati bo'lgan elektr toki ham magnit maydon hosil qiladi. Elektr maydoni kabi, magnit maydon kosmosda cheklanmagan, juda tez tarqaladi, lekin baribir cheklangan tezlik bilan. Uni faqat harakatlanuvchi zaryadlangan jismlarga (va, natijada, oqimlarga) ta'siri bilan aniqlash mumkin.
Magnit maydonni tavsiflash uchun intensivlik vektoriga o'xshash maydonning kuch xarakteristikasini kiritish kerak. E elektr maydoni. Bunday xususiyat vektor hisoblanadi B magnit induksiya. SI birliklar tizimida magnit induksiya birligi 1 Tesla (T) ga teng. Agar induksiya bilan magnit maydonda bo'lsa B o'tkazgich uzunligini joylashtiring l oqim bilan I, keyin bir kuch chaqirildi Amper kuchi, bu formula bo'yicha hisoblanadi:
Qayerda: IN- magnit maydon induksiyasi; I- o'tkazgichdagi oqim kuchi, l- uning uzunligi. Amper kuchi magnit induksiya vektoriga va o'tkazgichdan o'tadigan oqim yo'nalishiga perpendikulyar yo'naltiriladi.
Odatda Amper kuchining yo'nalishini aniqlash uchun ishlatiladi "Chap qo'l" qoidasi: agar siz chap qo'lingizni shunday joylashtirsangiz, induksion chiziqlar kaftga kiradi va cho'zilgan barmoqlar oqim bo'ylab yo'naltiriladi, u holda o'g'irlangan bosh barmog'i o'tkazgichga ta'sir qiluvchi Amper kuchining yo'nalishini ko'rsatadi (rasmga qarang).
Agar burchak α magnit induksiya vektorining yo'nalishlari va o'tkazgichdagi oqim o'rtasida 90 ° dan farq qiladi, keyin Amper kuchining yo'nalishini aniqlash uchun oqim yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan magnit maydon komponentini olish kerak. . Ushbu mavzuning muammolarini dinamikada yoki statikada bo'lgani kabi hal qilish kerak, ya'ni. koordinata o'qlari bo'ylab kuchlarni tasvirlash yoki vektor qo'shish qoidalariga muvofiq kuchlarni qo'shish orqali.
Oqim bilan ramkaga ta'sir qiluvchi kuchlar momenti
Oqimli ramka magnit maydonda bo'lsin va ramka tekisligi maydonga perpendikulyar bo'lsin. Amper kuchlari ramkani siqib chiqaradi va ularning natijasi nolga teng bo'ladi. Agar siz oqim yo'nalishini o'zgartirsangiz, u holda Amper kuchlari o'z yo'nalishini o'zgartiradi va ramka siqilmaydi, balki cho'ziladi. Agar magnit induksiya chiziqlari ramka tekisligida yotsa, u holda Amper kuchlarining aylanish momenti paydo bo'ladi. Amper kuchlarining aylanish momenti teng:
Qayerda: S- ramka maydoni, α - ramkaga normal va magnit induksiya vektori orasidagi burchak (normal - ramka tekisligiga perpendikulyar vektor), N- burilishlar soni, B- magnit maydon induksiyasi; I- ramkadagi oqim kuchi.
Lorents kuchi
D uzunlikdagi o'tkazgichning segmentiga ta'sir qiluvchi amper kuchi l joriy kuch bilan I, magnit maydonda joylashgan B alohida zaryad tashuvchilarga ta'sir qiluvchi kuchlar bilan ifodalanishi mumkin. Bu kuchlar deyiladi Lorents kuchlari. Zaryadli zarraga ta'sir qiluvchi Lorents kuchi q magnit maydonda B, tezlikda harakatlanadi v, quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
Burchak α bu ifodada tezlik va magnit induksiya vektori orasidagi burchakka teng. Lorents kuchining harakat yo'nalishi ijobiy zaryadlangan zarrachani, shuningdek, Amper kuchining yo'nalishini chap qo'l qoidasi yoki gimlet qoidasi (Amper kuchi kabi) yordamida topish mumkin. Magnit induksiya vektorini aqliy ravishda chap qo'lning kaftiga kiritish kerak, to'rtta yopiq barmoq zaryadlangan zarrachaning harakat tezligiga qarab yo'naltirilishi kerak va egilgan bosh barmog'i Lorentz kuchining yo'nalishini ko'rsatadi. Agar zarracha mavjud bo'lsa salbiy zaryad bo'lsa, chap qo'l qoidasi bilan topilgan Lorentz kuchining yo'nalishini teskarisiga almashtirish kerak bo'ladi.
Lorents kuchi tezlik va magnit maydon induksiya vektorlariga perpendikulyar yo'naltirilgan. Zaryadlangan zarracha magnit maydonda harakat qilganda Lorents kuchi ishlamaydi. Shuning uchun zarracha harakat qilganda tezlik vektorining kattaligi o'zgarmaydi. Agar zaryadlangan zarracha Lorents kuchi ta'sirida bir xil magnit maydonda harakatlansa va uning tezligi magnit maydon induksiya vektoriga perpendikulyar tekislikda bo'lsa, u holda zarracha aylana bo'ylab harakatlanadi, uning radiusini quyidagi yordamida hisoblash mumkin. quyidagi formula:
Bu holatda Lorentz kuchi markazga qo'zg'atuvchi kuch rolini o'ynaydi. Bir hil magnit maydonda zarrachaning aylanish davri quyidagilarga teng:
Oxirgi ifoda shuni ko'rsatadiki, berilgan massa zaryadlangan zarralar uchun m inqilob davri (va shuning uchun ham chastota, ham burchak tezligi) tezlikka (shuning uchun kinetik energiyaga) va traektoriya radiusiga bog'liq emas. R.
Magnit maydon nazariyasi
Agar ikkita parallel simlar bir yo'nalishda oqim o'tkazsa, ular bir-birini tortadi; qarama-qarshi yo'nalishda bo'lsa, ular qaytaradilar. Ushbu hodisaning qonunlari Amper tomonidan eksperimental ravishda o'rnatildi. Oqimlarning o'zaro ta'siri ularning magnit maydonlari tufayli yuzaga keladi: bir oqimning magnit maydoni boshqa oqimga Amper kuchi sifatida ishlaydi va aksincha. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, D uzunlikdagi segmentga ta'sir qiluvchi kuch moduli l Supero'tkazuvchilarning har biri oqim kuchiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir I 1 va I Supero'tkazuvchilarda 2, kesilgan uzunlik D l va masofaga teskari proportsional R ular orasida:
Qayerda: μ 0 doimiy qiymat deb ataladi magnit doimiy. Magnit sobitning SIga kiritilishi bir qator formulalarni yozishni osonlashtiradi. Uning raqamli qiymati:
μ 0 = 4π ·10 –7 H/A 2 ≈ 1,26·10 –6 H/A 2.
Hozirgina ikkita o'tkazgichning oqim bilan o'zaro ta'sir kuchi uchun berilgan ifodani va Amper kuchining ifodasini taqqoslab, ifodani olish qiyin emas. oqim o'tkazuvchi to'g'ri o'tkazgichlarning har biri tomonidan yaratilgan magnit maydonning induksiyasi masofada R undan:
Qayerda: μ – moddaning magnit o‘tkazuvchanligi (quyida bu haqda batafsilroq). Agar oqim dumaloq burilishda oqsa, u holda burilish markazi magnit maydon induksiyasi formula bilan aniqlanadi:
Elektr uzatish liniyalari Magnit maydon magnit o'qlari joylashgan tangens bo'ylab chiziq deb ataladi. Magnit igna uzun va ingichka magnit deb ataladi, uning qutblari uchli. Ipga osilgan magnit igna har doim bir yo'nalishda aylanadi. Bundan tashqari, uning bir uchi shimolga, ikkinchisi janubga qaratilgan. Shu sababli qutblarning nomi: shimol ( N) va janubiy ( S). Magnitlar har doim ikkita qutbga ega: shimol (ko'k yoki harf bilan ko'rsatilgan). N) va janubiy (qizil yoki harf bilan S). Magnitlar zaryadlar bilan bir xil tarzda o'zaro ta'sir qiladi: qutblar kabi qaytaradi va qutblardan farqli o'laroq tortadi. Bitta qutbli magnitni olish mumkin emas. Magnit singan bo'lsa ham, har bir qism ikki xil qutbga ega bo'ladi.
Magnit induksiya vektori
Magnit induksiya vektori- magnit maydonning xarakteristikasi bo'lgan vektor jismoniy miqdor, agar maydon chizig'ining yo'nalishi o'tkazgichga perpendikulyar bo'lsa, soni 1 A va uzunligi 1 m bo'lgan oqim elementiga ta'sir qiluvchi kuchga teng. Belgilangan IN, o'lchov birligi - 1 Tesla. 1 T juda katta qiymat, shuning uchun haqiqiy magnit maydonlarda magnit induksiya mT da o'lchanadi.
Magnit induksiya vektori tangensial ravishda kuch chiziqlariga yo'naltiriladi, ya'ni. berilgan magnit maydonga joylashtirilgan magnit igna shimoliy qutbining yo'nalishiga to'g'ri keladi. Magnit induksiya vektorining yo'nalishi o'tkazgichga ta'sir qiluvchi kuchning yo'nalishiga to'g'ri kelmaydi, shuning uchun magnit maydon chiziqlari, aniq aytganda, kuch chiziqlari emas.
Doimiy magnitlarning magnit maydon chizig'i rasmda ko'rsatilganidek, magnitlarning o'ziga nisbatan yo'naltirilgan:
Qachon elektr tokining magnit maydoni maydon chiziqlarining yo'nalishini aniqlash uchun qoidadan foydalaning "O'ng qo'l": agar siz o'tkazgichni o'ng qo'lingizga olsangiz, bosh barmog'ingiz oqim bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, u holda o'tkazgichni yopishgan to'rtta barmoq o'tkazgich atrofidagi kuch chiziqlari yo'nalishini ko'rsatadi:
To'g'ridan-to'g'ri oqim holatida magnit induksiya chiziqlari tekisliklari oqimga perpendikulyar bo'lgan doiralardir. Magnit induksiya vektorlari aylanaga tangensial yo'naltiriladi.
Solenoid- elektr toki oqib o'tadigan silindrsimon sirtga o'ralgan o'tkazgich I to'g'ridan-to'g'ri doimiy magnit maydoniga o'xshaydi. Solenoid uzunligi ichida l va burilishlar soni N induksiyali yagona magnit maydon hosil bo'ladi (uning yo'nalishi ham o'ng qo'l qoidasi bilan belgilanadi):
Magnit maydon chiziqlari yopiq chiziqlarga o'xshaydi- Bu barcha magnit chiziqlarning umumiy xususiyati. Bunday maydon vorteks maydoni deb ataladi. Doimiy magnitlar bo'lsa, chiziqlar sirtda tugamaydi, lekin magnitga kirib, ichki yopiladi. Elektr va magnit maydonlar o'rtasidagi bu farq, elektrdan farqli o'laroq, magnit zaryadlarning mavjud emasligi bilan izohlanadi.
Moddaning magnit xossalari
Barcha moddalar magnit xususiyatga ega. Moddaning magnit xossalari xarakterlanadi nisbiy magnit o'tkazuvchanligi μ , buning uchun quyidagilar to'g'ri:
Bu formula magnit maydon induksiya vektorining vakuumdagi va berilgan muhitdagi mosligini ifodalaydi. Elektr o'zaro ta'siridan farqli o'laroq, muhitdagi magnit o'zaro ta'sir paytida magnit o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan vakuumga nisbatan o'zaro ta'sirning kuchayishi va zaiflashishini kuzatish mumkin. μ = 1. U diamagnetik materiallar magnit o'tkazuvchanligi μ birdan bir oz kamroq. Misollar: suv, azot, kumush, mis, oltin. Bu moddalar magnit maydonni biroz zaiflashtiradi. Paramagnetlar- kislorod, platina, magniy - maydonni biroz kuchaytiradi, ega μ birdan bir oz ko'proq. U ferromagnitlar- temir, nikel, kobalt - μ >> 1. Masalan, temir uchun μ ≈ 25000.
Magnit oqimi. Elektromagnit induksiya
Fenomen elektromagnit induksiya 1831 yilda atoqli ingliz fizigi M. Faraday tomonidan kashf etilgan. Bu kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimi vaqt o'tishi bilan o'zgarganda, yopiq o'tkazuvchi zanjirda elektr tokining paydo bo'lishidan iborat. Magnit oqimi Φ kvadrat bo'ylab S kontur qiymat deyiladi:
Qayerda: B- magnit induksiya vektorining moduli, α – magnit induksiya vektori orasidagi burchak B va kontur tekisligiga normal (perpendikulyar), S- kontur maydoni, N- zanjirdagi burilishlar soni. Magnit oqimining SI birligi Weber (Wb) deb ataladi.
Faraday eksperimental ravishda shuni aniqladiki, magnit oqim o'tkazuvchi zanjirda o'zgarganda, induktsiyalangan emf ε ind, minus belgisi bilan olingan kontur bilan chegaralangan sirt orqali magnit oqimining o'zgarish tezligiga teng:
Yopiq pastadir orqali o'tadigan magnit oqimining o'zgarishi ikkita mumkin bo'lgan sabablarga ko'ra sodir bo'lishi mumkin.
- Magnit oqimi kontaktlarning zanglashiga olib yoki uning qismlarining doimiy magnit maydonida harakatlanishi tufayli o'zgaradi. Bu o'tkazgichlar va ular bilan birga erkin zaryad tashuvchilar magnit maydonda harakat qilganda sodir bo'ladi. Induktsiyalangan emfning paydo bo'lishi Lorentz kuchining harakatlanuvchi o'tkazgichlardagi erkin zaryadlarga ta'siri bilan izohlanadi. Lorents kuchi bu holatda tashqi kuch rolini o'ynaydi.
- Zanjirga kirib boradigan magnit oqimining o'zgarishining ikkinchi sababi - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan magnit maydonining vaqtining o'zgarishi.
Muammolarni hal qilishda magnit oqimining nima uchun o'zgarishini darhol aniqlash kerak. Uchta variant mumkin:
- Magnit maydon o'zgaradi.
- Kontur maydoni o'zgaradi.
- Kadrning maydonga nisbatan yo'nalishi o'zgaradi.
Bunday holda, muammolarni hal qilishda EMF odatda modul bilan hisoblanadi. Keling, elektromagnit induksiya hodisasi sodir bo'lgan alohida holatga ham e'tibor qarataylik. Shunday qilib, dan iborat bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiyalangan emfning maksimal qiymati N burilishlar, maydon S, burchak tezligi bilan aylanish ω induksiya bilan magnit maydonda IN:
O'tkazgichning magnit maydondagi harakati
Uzunlikdagi o'tkazgichni harakatlantirganda l magnit maydonda B tezlik bilan v uning uchlarida Lorents kuchining o'tkazgichdagi erkin elektronlarga ta'siridan kelib chiqqan potentsial farq paydo bo'ladi. Ushbu potentsial farq (qat'iy aytganda, emf) quyidagi formula yordamida topiladi:
Qayerda: α - tezlik yo'nalishi va magnit induksiya vektori o'rtasida o'lchanadigan burchak. Devrenning statsionar qismlarida EMF paydo bo'lmaydi.
Agar novda uzun bo'lsa L magnit maydonda aylanadi IN burchak tezligi bilan uning uchlaridan biri atrofida ω , keyin uning uchlarida potentsial farq (EMF) paydo bo'ladi, uni quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
Induktivlik. O'z-o'zini induktsiya qilish. Magnit maydon energiyasi
O'z-o'zini induktsiya qilish Elektromagnit induksiyaning muhim maxsus holati bo'lib, induktsiyalangan emfni keltirib chiqaradigan o'zgaruvchan magnit oqim kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim tomonidan yaratilganda. Agar ko'rib chiqilayotgan zanjirdagi oqim biron sababga ko'ra o'zgarsa, bu oqimning magnit maydoni ham o'zgaradi va natijada kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan o'z magnit oqimi. O'chirishda o'z-o'zidan induktiv emf paydo bo'ladi, bu Lenz qoidasiga ko'ra, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim o'zgarishini oldini oladi. O'z-o'zidan magnit oqim Φ , kontaktlarning zanglashiga olib yoki lasanni oqim bilan teshish, oqim kuchiga proportsionaldir I:
Proportsionallik omili L bu formulada o'z-o'zidan induksiya koeffitsienti yoki deyiladi induktivlik bobinlar. Induktivlikning SI birligi Genri (H) deb ataladi.
Eslab qoling: Zanjirning induktivligi magnit oqimiga ham, undagi oqim kuchiga ham bog'liq emas, balki faqat kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shakli va o'lchami, shuningdek, atrof-muhitning xususiyatlari bilan belgilanadi. Shuning uchun, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim o'zgarganda, indüktans o'zgarishsiz qoladi. Bobinning induktivligini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
Qayerda: n- lasan uzunligi birligiga burilishlar kontsentratsiyasi:
O'z-o'zidan paydo bo'lgan emf, Faraday formulasiga ko'ra doimiy indüktans qiymatiga ega bo'lgan lasanda paydo bo'ladi:
Shunday qilib, o'z-o'zidan induktsiya EMF g'altakning induktivligiga va undagi oqimning o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.
Magnit maydon energiyaga ega. Zaryadlangan kondansatörda elektr energiyasi zahirasi bo'lgani kabi, oqim o'tadigan g'altakda ham magnit energiya zahirasi mavjud. Energiya V m induktivlikka ega bo'lgan g'altakning magnit maydoni L, joriy tomonidan yaratilgan I, formulalardan biri yordamida hisoblash mumkin (ular formulani hisobga olgan holda bir-biridan kelib chiqadi Φ = LI):
Bobinning magnit maydonining energiyasi formulasini uning geometrik o'lchamlari bilan bog'lash orqali biz formulani olishimiz mumkin. volumetrik magnit maydon energiya zichligi(yoki hajm birligi uchun energiya):
Lenz qoidasi
Inertsiya- mexanikada ham (avtomobilni tezlashtirganda biz orqaga egilib, tezlikning oshishiga qarshi turamiz va tormozlashda biz oldinga egilib, tezlikning pasayishiga qarshi turamiz) va molekulyar fizikada (suyuqlik qizdirilganda, bug'lanish tezligi oshadi, eng tez molekulalar suyuqlikni tark etadi, isitish tezligini kamaytiradi) va hokazo. Elektromagnitizmda inertsiya kontaktlarning zanglashiga olib o'tadigan magnit oqimining o'zgarishiga qarama-qarshilikda namoyon bo'ladi. Agar magnit oqim kuchaysa, zanjirda paydo bo'ladigan induktsiya tok magnit oqimining kuchayishiga yo'l qo'ymaslik uchun yo'naltiriladi va agar magnit oqim kamaysa, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan induktsiya oqimi magnit oqimining oldini olish uchun yo'naltiriladi. kamayishidan.
O'sha veb-saytda. Buning uchun sizga hech narsa kerak emas, ya'ni: har kuni uch-to'rt soatni fizika va matematika bo'yicha KTga tayyorgarlik ko'rish, nazariyani o'rganish va muammolarni hal qilish uchun ajrating. Gap shundaki, KT imtihon bo'lib, unda faqat fizika yoki matematikani bilishning o'zi kifoya qilmaydi, shuningdek, siz turli mavzulardagi va turli xil murakkablikdagi ko'plab muammolarni tez va muvaffaqiyatsiz hal qila olishingiz kerak. Ikkinchisini faqat minglab muammolarni hal qilish orqali o'rganish mumkin.
Ushbu uchta nuqtani muvaffaqiyatli, tirishqoqlik va mas'uliyat bilan amalga oshirish sizga KTda eng yaxshi natijani ko'rsatishga imkon beradi.
Xato topdingizmi?
Agar siz o'quv materiallarida xatolik topdim deb o'ylasangiz, bu haqda elektron pochta orqali yozing. Siz ijtimoiy tarmoqdagi xato haqida xabar berishingiz mumkin (). Maktubda mavzuni (fizika yoki matematika), mavzu yoki testning nomi yoki raqamini, masalaning raqamini yoki matndagi (sahifa) sizning fikringizcha, xato bo'lgan joyni ko'rsating. Shubhali xato nima ekanligini ham tasvirlab bering. Sizning maktubingiz e'tibordan chetda qolmaydi, xatolik yo tuzatiladi yoki sizga nima uchun xato emasligi tushuntiriladi.
Ko'pincha muammoni hal qilib bo'lmaydi, chunki kerakli formula qo'lda emas. Formulani boshidanoq chiqarish eng tez ish emas, lekin biz uchun har bir daqiqa muhim.
Quyida biz "Elektr va magnitlanish" mavzusidagi asosiy formulalarni to'pladik. Endi, muammolarni hal qilishda, kerakli ma'lumotlarni qidirishga vaqt sarflamaslik uchun ushbu materialdan ma'lumotnoma sifatida foydalanishingiz mumkin.
Magnitizm: ta'rifi
Magnitizm - bu magnit maydon orqali harakatlanuvchi elektr zaryadlarining o'zaro ta'siri.
Maydon - materiyaning maxsus shakli. Standart model ichida elektr, magnit, elektromagnit maydonlar, yadroviy kuch maydoni, tortishish maydoni va Xiggs maydoni mavjud. Ehtimol, biz faqat taxmin qilishimiz mumkin bo'lgan yoki umuman taxmin qila olmaydigan boshqa faraziy sohalar ham bor. Bugun bizni magnit maydon qiziqtiradi.
Magnit induktsiya
Zaryadlangan jismlar o'z atrofida elektr maydon hosil qilganidek, harakatlanuvchi zaryadlangan jismlar magnit maydon hosil qiladi. Magnit maydon nafaqat harakatlanuvchi zaryadlar (elektr toki) orqali hosil bo'lmaydi, balki ularga ham ta'sir qiladi. Aslida, magnit maydon faqat harakatlanuvchi zaryadlarga ta'siri bilan aniqlanishi mumkin. Va u ularga Amper kuchi deb ataladigan kuch bilan ta'sir qiladi, bu haqda keyinroq muhokama qilinadi.
Muayyan formulalarni berishni boshlashdan oldin, biz magnit induksiya haqida gapirishimiz kerak.
Magnit induksiya - bu magnit maydonning kuch vektori xarakteristikasi.
U harf bilan belgilanadi B va bilan o'lchanadi Tesla (Tl) . Elektr maydonining intensivligiga o'xshab E Magnit induktsiya magnit maydonning zaryadga qanchalik kuchli ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Aytgancha, bizning maqolamizda ushbu mavzu bo'yicha ko'plab qiziqarli ma'lumotlarni topasiz.
Magnit induksiya vektorining yo'nalishini qanday aniqlash mumkin? Bu erda biz masalaning amaliy tomoni bilan qiziqamiz. Muammolarda eng ko'p uchraydigan holat - bu to'g'ridan-to'g'ri yoki aylana yoki bobin shaklida bo'lishi mumkin bo'lgan oqim bilan o'tkazgich tomonidan yaratilgan magnit maydon.
Magnit induksiya vektorining yo'nalishini aniqlash uchun mavjud o'ng qo'l qoidasi. Mavhum va fazoviy fikrlash bilan shug'ullanishga tayyor bo'ling!
Agar siz o'ng qo'lingizdagi o'tkazgichni o'ng qo'lingizga olsangiz, bosh barmog'ingiz oqim yo'nalishini ko'rsatsa, u holda o'tkazgich atrofida o'ralgan barmoqlar o'tkazgich atrofidagi magnit maydon chiziqlarining yo'nalishini ko'rsatadi. Har bir nuqtadagi magnit induksiya vektori tangensial ravishda kuch chiziqlariga yo'naltiriladi.
Amper quvvati
Tasavvur qilaylik, induksiyaga ega magnit maydon mavjud B. Agar biz uzunlikdagi o'tkazgichni joylashtirsak l , u orqali oqim o'tadi I , u holda maydon o'tkazgichga quyidagi kuch bilan ta'sir qiladi:
Bu shunday Amper quvvati . Burchak alfa - magnit induksiya vektorining yo'nalishi va o'tkazgichdagi oqim yo'nalishi orasidagi burchak.
Amper kuchining yo'nalishi chap qo'l qoidasi bilan belgilanadi: agar siz chap qo'lingizni magnit induksiya chiziqlari kaftga kirgizadigan qilib joylashtirsangiz va cho'zilgan barmoqlar oqim yo'nalishini ko'rsatadi, cho'zilgan bosh barmog'ingiz oqim yo'nalishini ko'rsatadi. Amper kuchi.
Lorents kuchi
Biz maydon tok o'tkazuvchi o'tkazgichga ta'sir qilishini aniqladik. Ammo agar shunday bo'lsa, dastlab u har bir harakatlanuvchi zaryadda alohida harakat qiladi. Magnit maydonning unda harakatlanayotgan elektr zaryadiga ta'sir qiladigan kuch deyiladi Lorents kuchi . Bu erda so'zni ta'kidlash muhimdir "harakatlanuvchi", shuning uchun magnit maydon statsionar zaryadlarga ta'sir qilmaydi.
Demak, zaryadli zarracha q induksiya bilan magnit maydonda harakat qiladi IN tezlik bilan v , A alfa zarracha tezligi vektori va magnit induksiya vektori orasidagi burchak. Keyin zarrachaga ta'sir qiluvchi kuch:
Lorents kuchining yo'nalishini qanday aniqlash mumkin? Chap qo'l qoidasiga ko'ra. Agar induksiya vektori kaftga kirsa va barmoqlar tezlik yo'nalishini ko'rsatsa, u holda egilgan bosh barmog'i Lorentz kuchining yo'nalishini ko'rsatadi. E'tibor bering, musbat zaryadlangan zarralar uchun yo'nalish shunday aniqlanadi. Salbiy zaryadlar uchun hosil bo'lgan yo'nalish teskari bo'lishi kerak.
Agar massa zarrasi bo'lsa m induksiya chiziqlariga perpendikulyar bo'lgan maydonga uchadi, keyin aylana bo'ylab harakatlanadi va Lorentz kuchi markazga qo'zg'atuvchi kuch rolini o'ynaydi. Doira radiusi va zarrachaning yagona magnit maydondagi aylanish davrini quyidagi formulalar yordamida topish mumkin:
Oqimlarning o'zaro ta'siri
Keling, ikkita holatni ko'rib chiqaylik. Birinchisi, oqim to'g'ri sim orqali oqadi. Ikkinchisi dumaloq burilishda. Ma'lumki, oqim magnit maydon hosil qiladi.
Birinchi holda, oqim o'tkazuvchi simning magnit induksiyasi I masofada R u quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
Mu - moddaning magnit o'tkazuvchanligi; mu indeksi nolga teng - magnit doimiy.
Ikkinchi holda, oqim bo'lgan dumaloq bobinning markazidagi magnit induktsiya quyidagilarga teng:
Shuningdek, muammolarni hal qilishda solenoid ichidagi magnit maydon formulasi foydali bo'lishi mumkin. - bu lasan, ya'ni oqim bilan ko'plab dumaloq burilishlar.
Ularning soni bo'lsin N , va solenoidning o'zi uzunligi l . Keyin solenoid ichidagi maydon formula bilan hisoblanadi:
Aytmoqchi! O'quvchilarimiz uchun endi 10% chegirma mavjud
Magnit oqim va emf
Agar magnit induksiya magnit maydonning vektor xarakteristikasi bo'lsa, u holda magnit oqimi skalyar kattalik bo'lib, u ham maydonning eng muhim belgilaridan biridir. Tasavvur qilaylik, bizda ma'lum bir maydonga ega bo'lgan qandaydir ramka yoki kontur bor. Magnit oqim birlik maydondan qancha kuch chizig'i o'tishini ko'rsatadi, ya'ni maydonning intensivligini tavsiflaydi. O'lchangan Weberach (Vb) va belgilanadi F .
S - kontur maydoni, alfa – kontur tekisligiga normal (perpendikulyar) va vektor orasidagi burchak IN .
Magnit oqim zanjir bo'ylab o'zgarganda, a EMF , kontaktlarning zanglashiga olib magnit oqimining o'zgarish tezligiga teng. Aytgancha, boshqa maqolamizda elektromotor kuch nima ekanligini ko'proq o'qishingiz mumkin.
Asosan, yuqoridagi formula Faradayning elektromagnit induksiya qonunining formulasi. Sizga shuni eslatib o'tamizki, har qanday miqdorning o'zgarish tezligi vaqtga nisbatan uning hosilasidan boshqa narsa emas.
Buning aksi magnit oqim va induktsiyalangan emf uchun ham amal qiladi. Zanjirdagi oqimning o'zgarishi magnit maydonning o'zgarishiga va shunga mos ravishda magnit oqimning o'zgarishiga olib keladi. Bunday holda, o'z-o'zidan indüksiyon EMF paydo bo'ladi, bu kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqimning o'zgarishiga to'sqinlik qiladi. Oqim o'tkazuvchi kontaktlarning zanglashiga olib kiradigan magnit oqimi o'zining magnit oqimi deb ataladi, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchiga mutanosibdir va quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
L - induktivlik deb ataladigan proportsionallik koeffitsienti Genri (Gn) . Induktivlikka kontaktlarning zanglashiga olib keladigan shakli va muhitning xususiyatlari ta'sir qiladi. Uzunlikdagi g'altak uchun l va burilishlar soni bilan N Endüktans quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
O'z-o'zidan paydo bo'lgan EMF formulasi:
Magnit maydon energiyasi
Elektr, yadro energiyasi, kinetik energiya. Magnit energiya energiyaning bir shaklidir. Jismoniy muammolarda ko'pincha bobinning magnit maydonining energiyasini hisoblash kerak bo'ladi. Joriy g'altakning magnit energiyasi I va induktivlik L teng:
Volumetrik maydon energiya zichligi:
Albatta, bu fizika bo'limining barcha asosiy formulalari emas « elektr va magnitlanish » , ammo ular ko'pincha standart muammolar va hisob-kitoblarda yordam berishi mumkin. Agar yulduzcha bilan muammoga duch kelsangiz va uning kalitini topa olmasangiz, hayotingizni osonlashtiring va quyidagi manzilda yechim so'rang.
Supero'tkazuvchilarda, ma'lum sharoitlarda, erkin elektr zaryad tashuvchilarning doimiy tartibli harakati sodir bo'lishi mumkin. Bu harakat deyiladi elektr toki urishi. Ijobiy erkin zaryadlarning harakat yo'nalishi elektr tokining yo'nalishi sifatida qabul qilinadi, garchi ko'p hollarda elektronlar - manfiy zaryadlangan zarralar harakat qiladi.
Elektr tokining miqdoriy o'lchovi oqim kuchidir I– zaryad nisbatiga teng skalyar fizik miqdor q, vaqt oralig'ida o'tkazgichning kesimi orqali uzatiladi t, bu vaqt oralig'ida:
Agar oqim doimiy bo'lmasa, o'tkazgichdan o'tgan zaryad miqdorini topish uchun oqimning vaqtga nisbatan grafigi ostidagi rasmning maydonini hisoblang.
Agar oqim kuchi va uning yo'nalishi vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa, unda bunday oqim deyiladi doimiy. Oqim kuchi zanjirga ketma-ket ulangan ampermetr bilan o'lchanadi. Xalqaro birliklar tizimida (SI) oqim amper [A] bilan o'lchanadi. 1 A = 1 C/s.
U umumiy zaryadning butun vaqtga nisbati sifatida topiladi (ya'ni, o'rtacha tezlik yoki fizikadagi boshqa o'rtacha qiymat bilan bir xil printsip bo'yicha):
Agar oqim qiymatdan vaqt o'tishi bilan bir xilda o'zgarsa I 1 qiymatiga I 2, keyin o'rtacha joriy qiymat ekstremal qiymatlarning o'rtacha arifmetik qiymati sifatida topilishi mumkin:
Joriy zichlik- o'tkazgichning birlik kesimiga to'g'ri keladigan oqim quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:
O'tkazgichdan oqim o'tganda, oqim o'tkazgichdan qarshilik ko'rsatadi. Qarshilik sababi zaryadlarning o'tkazuvchi moddaning atomlari va bir-biri bilan o'zaro ta'siridir. Qarshilik birligi 1 ohm. Supero'tkazuvchilar qarshiligi R formula bilan aniqlanadi:
Qayerda: l- o'tkazgichning uzunligi; S- uning tasavvurlar maydoni; ρ - Supero'tkazuvchilar materialning o'ziga xos qarshiligi (oxirgi qiymatni moddaning zichligi bilan aralashtirib yubormaslik uchun ehtiyot bo'ling), bu o'tkazgich materialining oqim o'tishiga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini tavsiflaydi. Ya'ni, bu boshqa moddalar kabi bir xil xususiyatdir: o'ziga xos issiqlik, zichlik, erish nuqtasi va boshqalar. Qarshilik uchun o'lchov birligi 1 ohm m. Moddaning o'ziga xos qarshiligi jadvalli qiymatdir.
Supero'tkazuvchilarning qarshiligi uning haroratiga ham bog'liq:
Qayerda: R 0 - 0 ° C da o'tkazgich qarshiligi, t- harorat Selsiy graduslarida ifodalangan; α - qarshilikning harorat koeffitsienti. Bu haroratning 1 ° C ga oshishi bilan qarshilikning nisbiy o'zgarishiga teng. Metalllar uchun u har doim noldan katta, elektrolitlar uchun, aksincha, har doim noldan kichikdir.
DC pallasida diod
Diyot qarshiligi oqim oqimining yo'nalishiga bog'liq bo'lgan chiziqli bo'lmagan elektron elementi. Diyot quyidagicha belgilanadi:
Diyotning sxematik belgisidagi o'q qaysi yo'nalishda oqim o'tishini ko'rsatadi. Bunday holda, uning qarshiligi nolga teng va diodni oddiygina nol qarshilikka ega o'tkazgich bilan almashtirish mumkin. Agar oqim diod orqali teskari yo'nalishda oqsa, u holda diod cheksiz katta qarshilikka ega, ya'ni u tokni umuman o'tkazmaydi va ochiq kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Keyin diodli kontaktlarning zanglashiga olib boradigan qismini shunchaki kesib tashlash mumkin, chunki u orqali oqim o'tmaydi.
Ohm qonuni. Supero'tkazuvchilarning ketma-ket va parallel ulanishi
Nemis fizigi G. Om 1826 yilda eksperimental ravishda joriy kuchini aniqladi I, qarshilik bilan bir hil metall o'tkazgich (ya'ni tashqi kuchlar ta'sir qilmaydigan o'tkazgich) bo'ylab oqadi. R, kuchlanishga mutanosib U o'tkazgichning uchlarida:
Hajmi R odatda chaqiriladi elektr qarshilik. Elektr qarshiligi bo'lgan o'tkazgich deyiladi qarshilik. Bu nisbat ifodalanadi Zanjirning bir jinsli kesimi uchun Om qonuni: Supero'tkazuvchilardagi oqim qo'llaniladigan kuchlanishga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va o'tkazgichning qarshiligiga teskari proportsionaldir.
Ohm qonuniga bo'ysunadigan o'tkazgichlar deyiladi chiziqli. Joriy quvvatning grafik bog'liqligi I kuchlanishdan U(bunday grafiklar joriy kuchlanish xarakteristikalari deb ataladi, VAC deb qisqartiriladi) koordinatalarning kelib chiqishi orqali o'tadigan to'g'ri chiziq bilan tasvirlangan. Shuni ta'kidlash kerakki, Ohm qonuniga bo'ysunmaydigan ko'plab materiallar va qurilmalar mavjud, masalan, yarimo'tkazgichli diod yoki gaz deşarj lampasi. Metall o'tkazgichlar uchun ham, etarlicha yuqori oqimlarda, Ohmning chiziqli qonunidan og'ish kuzatiladi, chunki metall o'tkazgichlarning elektr qarshiligi harorat oshishi bilan ortadi.
Elektr zanjirlaridagi o'tkazgichlarni ikki usulda ulash mumkin: ketma-ket va parallel. Har bir usul o'z qoidalariga ega.
1. Seriyali ulanishning qonuniyatlari:
Ketma-ket ulangan rezistorlarning umumiy qarshiligi formulasi har qanday miqdordagi o'tkazgichlar uchun amal qiladi. Agar sxema ketma-ket ulangan bo'lsa n bir xil qarshiliklar R, keyin umumiy qarshilik R 0 formula bilan topiladi:
2. Parallel ulanish shakllari:
Parallel ulangan rezistorlarning umumiy qarshiligi formulasi har qanday miqdordagi o'tkazgichlar uchun amal qiladi. Agar sxema parallel ravishda ulangan bo'lsa n bir xil qarshiliklar R, keyin umumiy qarshilik R 0 formula bilan topiladi:
Elektr o'lchash asboblari
DC elektr zanjirlarida kuchlanish va oqimlarni o'lchash uchun maxsus asboblar qo'llaniladi - voltmetrlar Va ampermetrlar.
Voltmetr uning terminallariga qo'llaniladigan potentsial farqni o'lchash uchun mo'ljallangan. U potentsial farq o'lchanadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismiga parallel ravishda ulanadi. Har qanday voltmetrning ichki qarshiligi bor R B. Voltmetr o'lchanadigan kontaktlarning zanglashiga olib ulanganda oqimlarning sezilarli qayta taqsimlanishini ta'minlamasligi uchun uning ichki qarshiligi u ulangan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismining qarshiligiga nisbatan katta bo'lishi kerak.
Ampermetr zanjirdagi oqimni o'lchash uchun mo'ljallangan. Ampermetr elektr zanjirining ochiq zanjiriga ketma-ket ulanadi, shunda butun o'lchangan oqim undan o'tadi. Ampermetrning ichki qarshiligi ham bor R A. Voltmetrdan farqli o'laroq, ampermetrning ichki qarshiligi butun zanjirning umumiy qarshiligiga nisbatan ancha kichik bo'lishi kerak.
EMF. To'liq elektron uchun Ohm qonuni
To'g'ridan-to'g'ri oqim mavjudligi uchun elektr yopiq zanjirida elektrostatik bo'lmagan kelib chiqadigan kuchlarning ishi tufayli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uchastkalarida potentsial farqlarni yaratish va saqlashga qodir bo'lgan qurilma bo'lishi kerak. Bunday qurilmalar deyiladi DC manbalari. Tok manbalaridan erkin zaryad tashuvchilarga ta'sir qiluvchi elektrostatik bo'lmagan kelib chiqadigan kuchlar deyiladi tashqi kuchlar.
Tashqi kuchlarning tabiati har xil bo'lishi mumkin. Galvanik hujayralar yoki batareyalarda ular elektrokimyoviy jarayonlar natijasida paydo bo'ladi; to'g'ridan-to'g'ri oqim generatorlarida o'tkazgichlar magnit maydonda harakat qilganda tashqi kuchlar paydo bo'ladi. Tashqi kuchlar ta'sirida elektr zaryadlari oqim manbai ichida elektrostatik maydon kuchlariga qarshi harakat qiladi, buning natijasida yopiq zanjirda doimiy elektr tokini saqlab turish mumkin.
Elektr zaryadlari to'g'ridan-to'g'ri oqim zanjiri bo'ylab harakat qilganda, oqim manbalari ichida harakat qiluvchi tashqi kuchlar ishni bajaradi. Ish nisbatiga teng jismoniy miqdor A st zaryadni harakatlantirganda tashqi kuchlar q tok manbaining manfiy qutbidan musbat qutbgacha bu zaryadning kattaligi deyiladi manba elektromotor kuchi (EMF):
Shunday qilib, EMF bitta musbat zaryadni ko'chirishda tashqi kuchlar tomonidan bajarilgan ish bilan aniqlanadi. Elektromotor kuch, potentsial farq kabi, voltlarda (V) o'lchanadi.
To'liq (yopiq) elektron uchun Ohm qonuni: Yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim kuchi manbaning elektromotor kuchining zanjirning umumiy (ichki + tashqi) qarshiligiga bo'linganiga teng:
Qarshilik r– joriy manbaning ichki (o‘z) qarshiligi (manbaning ichki tuzilishiga bog‘liq). Qarshilik R– yuk qarshiligi (tashqi zanjir qarshiligi).
Tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish pasayishi bu holda u teng (u ham deyiladi manba terminallaridagi kuchlanish):
Tushunish va esda tutish kerak: turli xil yuklar ulanganda oqim manbaining EMF va ichki qarshiligi o'zgarmaydi.
Agar yuk qarshiligi nolga teng bo'lsa (manba o'z-o'zidan yopiladi) yoki manba qarshiligidan ancha past bo'lsa, kontaktlarning zanglashiga olib keladi. qisqa tutashuv oqimi:
Qisqa tutashuv oqimi - ma'lum bir elektromotor quvvat manbaidan olinadigan maksimal oqim ε va ichki qarshilik r. Kam ichki qarshilikka ega bo'lgan manbalar uchun qisqa tutashuv oqimi juda katta bo'lishi mumkin va elektr davri yoki manbaning yo'q qilinishiga olib kelishi mumkin. Misol uchun, avtomobillarda ishlatiladigan qo'rg'oshinli akkumulyatorlar bir necha yuz amperlik qisqa tutashuv oqimiga ega bo'lishi mumkin. Substansiyalardan (minglab amper) quvvatlanadigan yoritish tarmoqlarida qisqa tutashuvlar ayniqsa xavflidir. Bunday katta oqimlarning halokatli ta'siridan qochish uchun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sigortalar yoki maxsus o'chirgichlar kiritilgan.
Devrendagi EMFning bir nechta manbalari
Agar mavjud bo'lsa ketma-ket ulangan bir nechta emfs, Bu:
1. To'g'ri ulanish bilan (bir manbaning ijobiy qutbi boshqasining salbiy qutbiga ulangan) manbalar ulanadi, barcha manbalarning umumiy EMF va ularning ichki qarshiligini formulalar yordamida topish mumkin:
Masalan, manbalarning bunday ulanishi masofadan boshqarish pultlarida, kameralarda va bir nechta batareyalarda ishlaydigan boshqa maishiy texnika vositalarida amalga oshiriladi.
2. Agar manbalar noto'g'ri ulangan bo'lsa (manbalar bir xil qutblar bilan ulangan bo'lsa), ularning umumiy EMF va qarshiligi formulalar yordamida hisoblanadi:
Ikkala holatda ham manbalarning umumiy qarshiligi ortadi.
Da parallel ulanish Manbalarni faqat bir xil EMF bilan ulash mantiqan to'g'ri keladi, aks holda manbalar bir-biriga to'g'ri keladi. Shunday qilib, umumiy EMF har bir manbaning EMF bilan bir xil bo'ladi, ya'ni parallel ulanish bilan biz katta EMF bilan batareyani olmaymiz. Shu bilan birga, manba akkumulyatorining ichki qarshiligi pasayadi, bu sizga kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim va quvvatni oshirishga imkon beradi:
Bu manbalarning parallel ulanishining ma'nosidir. Har qanday holatda, muammolarni hal qilishda siz birinchi navbatda umumiy EMFni va natijada paydo bo'lgan manbaning umumiy ichki qarshiligini topishingiz kerak, so'ngra to'liq sxema uchun Ohm qonunini yozishingiz kerak.
Ish va joriy quvvat. Joule-Lenz qonuni
Ish A elektr toki I qarshilik bilan statsionar o'tkazgich orqali oqadi R, issiqlikka aylanadi Q, dirijyor ustida turib. Ushbu ishni formulalardan biri yordamida hisoblash mumkin (Ohm qonunini hisobga olgan holda, ularning barchasi bir-biridan kelib chiqadi):
Tokning ishini issiqlikka aylantirish qonuni J.Joul va E.Lens tomonidan eksperimental ravishda bir-biridan mustaqil ravishda o'rnatildi va deyiladi. Joule-Lenz qonuni. Elektr toki kuchi joriy ish nisbatiga teng A D vaqt oralig'iga t, bu ish amalga oshirilgan, shuning uchun uni quyidagi formulalar yordamida hisoblash mumkin:
SIda elektr tokining ishi, odatdagidek, joul (J), quvvat - vatt (Vt) da ifodalanadi.
Yopiq elektron energiya balansi
Keling, elektromotor kuchga ega bo'lgan manbadan tashkil topgan to'liq to'g'ridan-to'g'ri oqim sxemasini ko'rib chiqaylik ε va ichki qarshilik r va qarshilikka ega bo'lgan tashqi bir hil maydon R. Bunday holda, foydali quvvat yoki tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvvat:
Manbaning maksimal mumkin bo'lgan foydali kuchiga erishiladi, agar R = r va teng:
Agar, turli qarshilik bilan bir xil oqim manbaiga ulanganda R 1 va R Ularga 2 ta teng quvvat ajratiladi, keyin ushbu oqim manbaining ichki qarshiligini quyidagi formula bo'yicha topish mumkin:
Quvvat yo'qolishi yoki joriy manba ichidagi quvvat:
Joriy manba tomonidan ishlab chiqilgan umumiy quvvat:
Joriy manba samaradorligi:
Elektroliz
Elektrolitlar Elektr tokining oqimi materiyaning uzatilishi bilan birga bo'lgan o'tkazuvchi vositani chaqirish odatiy holdir. Elektrolitlardagi erkin zaryadlarning tashuvchilari musbat va manfiy zaryadlangan ionlardir. Elektrolitlar erigan holatda metalloidlari bo'lgan ko'plab metall birikmalarini, shuningdek, ba'zi qattiq moddalarni o'z ichiga oladi. Biroq, texnologiyada keng qo'llaniladigan elektrolitlarning asosiy vakillari noorganik kislotalar, tuzlar va asoslarning suvli eritmalaridir.
Elektrolitlar orqali elektr tokining o'tishi elektrodlarga moddaning chiqishi bilan birga keladi. Bu hodisa deyiladi elektroliz.
Elektrolitlardagi elektr toki ikkala belgining ionlarining qarama-qarshi yo'nalishdagi harakatini ifodalaydi. Ijobiy ionlar manfiy elektrod tomon harakatlanadi ( katod), manfiy ionlar - musbat elektrodga ( anod). Ikkala belgining ionlari tuzlar, kislotalar va ishqorlarning suvdagi eritmalarida ba'zi neytral molekulalarning bo'linishi natijasida paydo bo'ladi. Bu hodisa deyiladi elektrolitik dissotsiatsiya.
Elektroliz qonuni 1833 yilda ingliz fizigi M. Faraday tomonidan eksperimental tarzda asos solingan. Faraday qonuni elektroliz jarayonida elektrodlarda chiqarilgan birlamchi mahsulotlar miqdorini aniqlaydi. Shunday qilib, massa m elektrodda chiqarilgan modda zaryadga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir Q elektrolitlar orqali o'tadi:
Hajmi k chaqirdi elektrokimyoviy ekvivalent. Uni quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
Qayerda: n- moddaning valentligi; N A – Avogadro doimiysi, M- moddaning molyar massasi; e- elementar zaryad. Ba'zida Faraday doimiysi uchun quyidagi yozuv ham kiritiladi:
Gaz va vakuumdagi elektr toki
Gazlardagi elektr toki
Oddiy sharoitlarda gazlar elektr tokini o'tkazmaydi. Bu gaz molekulalarining elektr neytralligi va shuning uchun elektr zaryad tashuvchilarning yo'qligi bilan izohlanadi. Gaz o'tkazgichga aylanishi uchun molekulalardan bir yoki bir nechta elektronni olib tashlash kerak. Keyin erkin zaryad tashuvchilar paydo bo'ladi - elektronlar va musbat ionlar. Bu jarayon deyiladi gazlarning ionlanishi.
Gaz molekulalari tashqi ta'sir bilan ionlanishi mumkin - ionlashtiruvchi. Ionizatorlar quyidagilar bo'lishi mumkin: yorug'lik oqimi, rentgen nurlari, elektronlar oqimi yoki α -zarralar Yuqori haroratlarda gaz molekulalari ham ionlanadi. Ionizatsiya gazlarda erkin zaryad tashuvchilarning paydo bo'lishiga olib keladi - elektronlar, musbat ionlar, manfiy ionlar (neytral molekula bilan birlashtirilgan elektron).
Agar siz ionlangan gaz egallagan bo'shliqda elektr maydonini yaratsangiz, u holda elektr zaryad tashuvchilar tartibli harakatga keladi - gazlarda elektr toki shunday paydo bo'ladi. Agar ionizator ishlashni to'xtatsa, gaz yana neytral bo'ladi rekombinatsiya- ionlar va elektronlar tomonidan neytral atomlarning hosil bo'lishi.
Vakuumdagi elektr toki
Vakuum - bu gazning kamdan-kam uchraydigan darajasi, bunda biz uning molekulalari orasidagi to'qnashuvni e'tiborsiz qoldirib, o'rtacha erkin yo'l gaz joylashgan idishning chiziqli o'lchamlaridan oshadi deb taxmin qilishimiz mumkin.
Vakuumdagi elektr toki - vakuum holatidagi elektrodlararo bo'shliqning o'tkazuvchanligi. Gaz molekulalari shunchalik kamki, ularning ionlanish jarayonlari ionlanish uchun zarur bo'lgan elektron va ionlar sonini ta'minlay olmaydi. Vakuumdagi elektrodlararo bo'shliqning o'tkazuvchanligini faqat elektrodlardagi emissiya hodisalari tufayli paydo bo'ladigan zaryadlangan zarralar yordamida ta'minlash mumkin.
- Orqaga
- Oldinga
Fizika va matematika bo'yicha KTga qanday muvaffaqiyatli tayyorgarlik ko'rish mumkin?
Fizika va matematika bo'yicha KTga muvaffaqiyatli tayyorgarlik ko'rish uchun, jumladan, uchta eng muhim shartni bajarish kerak:
- Ushbu saytdagi o'quv materiallarida berilgan barcha mavzularni o'rganing va barcha test va topshiriqlarni bajaring. Buning uchun sizga hech narsa kerak emas, ya'ni: har kuni uch-to'rt soatni fizika va matematika bo'yicha KTga tayyorgarlik ko'rish, nazariyani o'rganish va muammolarni hal qilish uchun ajrating. Gap shundaki, KT imtihon bo'lib, unda faqat fizika yoki matematikani bilishning o'zi kifoya qilmaydi, shuningdek, siz turli mavzulardagi va turli xil murakkablikdagi ko'plab muammolarni tez va muvaffaqiyatsiz hal qila olishingiz kerak. Ikkinchisini faqat minglab muammolarni hal qilish orqali o'rganish mumkin.
- Fizikadagi barcha formula va qonunlarni, matematikada formula va usullarni o‘rganing. Aslida, buni qilish ham juda oddiy, fizikada atigi 200 ga yaqin zarur formulalar mavjud, matematikada esa biroz kamroq. Ushbu fanlarning har birida asosiy murakkablik darajasidagi muammolarni hal qilishning o'nga yaqin standart usullari mavjud bo'lib, ularni ham o'rganish mumkin va shuning uchun to'liq avtomatik ravishda va KTning ko'p qismini kerakli vaqtda echish qiyin emas. Shundan so'ng siz faqat eng qiyin vazifalar haqida o'ylashingiz kerak bo'ladi.
- Fizika va matematika bo'yicha takroriy test sinovlarining barcha uch bosqichida qatnashing. Ikkala variantni tanlash uchun har bir RTga ikki marta tashrif buyurish mumkin. Shunga qaramay, KT da, muammolarni tez va samarali hal qilish, formulalar va usullarni bilishdan tashqari, siz vaqtni to'g'ri rejalashtirish, kuchlarni taqsimlash va eng muhimi, javob shaklini to'g'ri to'ldirishingiz kerak. javoblar va muammolar sonini yoki o'z familiyangizni chalkashtirib yuborish. Shuningdek, RT davomida DTda tayyor bo'lmagan odam uchun juda g'ayrioddiy tuyulishi mumkin bo'lgan masalalarda savol berish uslubiga ko'nikish kerak.
Ushbu uchta nuqtani muvaffaqiyatli, tirishqoqlik va mas'uliyat bilan amalga oshirish sizga KTda eng yaxshi natijani ko'rsatishga imkon beradi.
Xato topdingizmi?
Agar siz o'quv materiallarida xatolik topdim deb o'ylasangiz, bu haqda elektron pochta orqali yozing. Siz ijtimoiy tarmoqdagi xato haqida xabar berishingiz mumkin (). Maktubda mavzuni (fizika yoki matematika), mavzu yoki testning nomi yoki raqamini, masalaning raqamini yoki matndagi (sahifa) sizning fikringizcha, xato bo'lgan joyni ko'rsating. Shubhali xato nima ekanligini ham tasvirlab bering. Sizning maktubingiz e'tibordan chetda qolmaydi, xatolik yo tuzatiladi yoki sizga nima uchun xato emasligi tushuntiriladi.
Elektr va magnitlanish formulalari. Elektrodinamika asoslarini o'rganish an'anaviy ravishda vakuumdagi elektr maydonidan boshlanadi. Ikki nuqtaviy zaryad o'rtasidagi o'zaro ta'sir kuchini hisoblash va nuqtaviy zaryad tomonidan yaratilgan elektr maydonining kuchini hisoblash uchun siz Kulon qonunini qo'llay bilishingiz kerak. Kengaytirilgan zaryadlar (zaryadlangan ip, tekislik va boshqalar) tomonidan yaratilgan maydon kuchlarini hisoblash uchun Gauss teoremasi qo'llaniladi. Elektr zaryadlari tizimi uchun printsipni qo'llash kerak
“To`g`ri tok” mavzusini o`rganishda Om va Joul-Lenz qonunlarini barcha ko`rinishlarda ko`rib chiqish zarur.“Magnetizm”ni o`rganayotganda shuni yodda tutish kerakki, magnit maydon harakatlanuvchi zaryadlardan hosil bo`ladi va harakatlanuvchi zaryadlarga ta`sir qiladi. Bu erda siz Biot-Savart-Laplas qonuniga e'tibor berishingiz kerak. Lorentz kuchiga alohida e'tibor qaratish va zaryadlangan zarrachaning magnit maydondagi harakatini ko'rib chiqish kerak.
Elektr va magnit hodisalari materiya mavjudligining maxsus shakli - elektromagnit maydon bilan bog'langan. Elektromagnit maydon nazariyasining asosini Maksvell nazariyasi tashkil etadi.
Elektr va magnitlanishning asosiy formulalari jadvali
|
Fizik qonunlar, formulalar, o'zgaruvchilar |
Elektr va magnitlanish formulalari |
||||||||
|
Coulomb qonuni: |
|
||||||||
|
Elektr maydon kuchi: qayerda Ḟ - zaryadga ta'sir qiluvchi kuch q 0 , maydonning ma'lum bir nuqtasida joylashgan. |
|||||||||
|
Maydon manbaidan r masofada maydon kuchi: 1) nuqta zaryadi 2) chiziqli zaryad zichligi t bo'lgan cheksiz uzun zaryadlangan ip: 3) sirt zaryad zichligi s bo'lgan bir xil zaryadlangan cheksiz tekislik: 4) qarama-qarshi zaryadlangan ikkita tekislik o'rtasida |
|
||||||||
|
Elektr maydon potentsiali: bu erda W - zaryadning potentsial energiyasi q 0. |
|||||||||
|
Zaryaddan r masofada joylashgan nuqtaviy zaryadning maydon potensiali: |
|
||||||||
|
Maydon superpozitsiyasi printsipiga ko'ra, kuchlanish: |
|
||||||||
|
Potentsial: qaerda Ē i va s i- i-zaryad tomonidan yaratilgan maydonning ma'lum bir nuqtasida kuchlanish va potentsial. |
|||||||||
|
Elektr maydoni tomonidan bajarilgan ish q zaryadini potentsial nuqtadan ko'chirishga majbur qiladi s 1 potentsialga ega bo'lgan nuqtaga s 2: |
|
||||||||
|
Tanglik va potentsial o'rtasidagi bog'liqlik 1) bir xil bo'lmagan maydon uchun: 2) yagona maydon uchun: |
|
||||||||
|
Yakka o'tkazgichning elektr quvvati: |
|||||||||
|
Kondensatorning sig'imi: |
|||||||||
|
Yassi kondansatörning elektr quvvati: bu erda S - kondansatör plitasining (bir) maydoni, d - plitalar orasidagi masofa. |
|||||||||
|
Zaryadlangan kondansatör energiyasi: |
|||||||||
|
Hozirgi kuch: |
|||||||||
|
Hozirgi zichlik: bu erda S - o'tkazgichning tasavvurlar maydoni. |
|||||||||
|
Supero'tkazuvchilar qarshilik: l - o'tkazgichning uzunligi; S - kesmaning maydoni. |
|||||||||
|
Ohm qonuni 1) zanjirning bir hil qismi uchun: 2) differentsial shaklda: 3) EMFni o'z ichiga olgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismi uchun: Bu erda e - joriy manbaning emksi, R va r - kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tashqi va ichki qarshiligi; 4) yopiq kontur uchun: |
|
||||||||
|
Joule-Lenz qonuni 1) doimiy oqim zanjirining bir hil kesimi uchun: 2) vaqt o'tishi bilan o'zgaruvchan oqimga ega bo'lgan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qismi uchun: |
|
||||||||
|
Hozirgi quvvat: |
|||||||||
|
Magnit induksiya va magnit maydon kuchi o'rtasidagi bog'liqlik: bu erda B - magnit induksiya vektori, |
|
||||||||
|
Magnit induktsiya(magnit maydon induksiyasi): 2) cheksiz uzoq to'g'ridan-to'g'ri oqim maydonlari 3) oqim bilan o'tkazgichning kesimi tomonidan yaratilgan maydon |
|
,
Sessiya yaqinlashmoqda va nazariyadan amaliyotga o'tish vaqti keldi. Dam olish kunlari biz o'tirdik va ko'plab talabalar barmoq uchida asosiy fizika formulalari to'plamiga ega bo'lishdan foyda ko'radi deb o'yladik. Tushuntirish bilan quruq formulalar: qisqa, ixcham, ortiqcha narsa yo'q. Muammolarni hal qilishda juda foydali narsa, bilasiz. Va imtihon paytida, bir kun oldin yodlangan narsa sizning boshingizdan "sakrab chiqishi" mumkin bo'lsa, bunday tanlov juda yaxshi maqsadga xizmat qiladi.
Eng ko'p muammolar odatda fizikaning eng mashhur uchta bo'limida so'raladi. Bu Mexanika, termodinamika Va Molekulyar fizika, elektr energiyasi. Keling, ularni olib ketaylik!
Fizika dinamikasi, kinematika, statikaning asosiy formulalari
Eng oddiyidan boshlaylik. Yaxshi eski sevimli to'g'ri va bir xil harakat.
Kinematik formulalar:
Albatta, aylana bo‘ylab harakatni unutmaylik, keyin esa dinamikaga va Nyuton qonunlariga o‘tamiz.
Dinamikadan so'ng, jismlar va suyuqliklarning muvozanat shartlarini ko'rib chiqish vaqti keldi, ya'ni. statika va gidrostatika
Endi biz "Ish va energiya" mavzusidagi asosiy formulalarni taqdim etamiz. Ularsiz biz qayerda bo'lardik?
Molekulyar fizika va termodinamikaning asosiy formulalari
Mexanika bo'limini tebranishlar va to'lqinlar formulalari bilan yakunlaymiz va molekulyar fizika va termodinamikaga o'tamiz.
Samaradorlik koeffitsienti, Gey-Lyusak qonuni, Klapeyron-Mendeleyev tenglamasi - bularning barchasi yurak uchun qadrli formulalar quyida to'plangan.
Aytmoqchi! Endi barcha o'quvchilarimiz uchun chegirma mavjud 10% kuni .
Fizikadagi asosiy formulalar: elektr
Termodinamikaga qaraganda kamroq mashhur bo'lsa-da, elektr energiyasiga o'tish vaqti keldi. Elektrostatikadan boshlaylik.
Va baraban urishi uchun biz Ohm qonuni, elektromagnit induksiya va elektromagnit tebranishlar uchun formulalar bilan yakunlaymiz.
Ana xolos. Albatta, formulalarning butun tog'ini keltirish mumkin, ammo bu hech qanday foyda keltirmaydi. Formulalar juda ko'p bo'lsa, siz osongina chalkashib ketishingiz va hatto miyangizni eritishingiz mumkin. Umid qilamizki, bizning asosiy fizika formulalari varaqimiz sevimli muammolaringizni tezroq va samaraliroq hal qilishga yordam beradi. Va agar biror narsani aniqlamoqchi bo'lsangiz yoki to'g'ri formulani topmagan bo'lsangiz: mutaxassislardan so'rang talabalar xizmati. Bizning mualliflarimiz boshlarida yuzlab formulalarni saqlab, yong'oq kabi muammolarni yorib yuborishadi. Biz bilan bog'laning va tez orada har qanday vazifa sizning ixtiyoringizda bo'ladi.
