Электр зарядының сақталу заңы

ЖАЛПЫ ФИЗИКА КУРСЫ

2 БӨЛІМ

АЛМАТЫ, 2007

УДК 53

ББК 22.3 я 73

Ж 22

Оқу құралды Алматы технологиялық университетінің оқу - әдістемелік ұйымы ұсынады

Құрастырушылар: Көшеров Т.С. – ф.м.-ғ.д., профессор, бас редактор

Шынықұлова Г.Н. – аға оқытушы

Нажипқызы М. – аға оқытушы

Пікір жазушылар: Мұқашев Қ.М. – Абай атындағы АҰПУ –нің

радиоэлектроника және радиациялық

физика кафедрасының меңгерушісі,

ф.-м., ғ. д., профессор

Құсаинов С.Ғ. – Қ. Сәтпаев атындағы Қазақ Ұлттық

Техникалық университетінің жалпы және

теориялық физика кафедрасының

профессоры, ф.-м.ғ.д.

Ж 22 ЖАЛПЫ ФИЗИКА КУРСЫ: //Құрастырушылар: Көшеров Т.С., Шынықұлова Г.Н., Нажипқызы М. - Алматы. АТУ, 2007 – 113 б.

ISBN 9965-756-37-6

Оқу құралда жалпы физика курсы бойынша оқу бағдарламасына сәйкес силлабус, курс теориясына арналған қысқаша мағлұматтар, әр тақырыпқа сай практикалық сабаққа арналған мысалдар және үй жұмыстары, зертханалық жұмыстар (виртуалдық тұрғыда орындау) және студенттердің өздік жұмыстарына арналған нұсқаулар, жаттығу тест сұрақтары берілген. Оқу құралы 3 бөлімнен тұрады. Оқу құрал өз бетінше, Алматы технологиялық университетінінің сайты http:www.atu.kz, e-mail//[email protected] арқылы студенттерге дайындалуға және электрондық пошта арқылы тапсыруға арналған

ББК 22. я 73

ж

ISBN 9965-756-37-6

© Алматы технологиялық университеті, 2007

Электростатика.

Дәріс сабағының конспектілері.

Электр зарядының сақталу заңы.

Электр зарядының бар болуы зарядталған денелердің басқадай денелермен өз ара әсерлесетіндігінен көрінеді.

Шартты түрде оң және теріс деп аталатын екі түрлі электр заряды бар. Бірдей таңбалы зарядтар бір - бірінен тебіледі, әртүлі таңбалылары тартылады.

Элементар бөлшектердің барлығының да заряды (егер ол нольге тең болмаса) абсолют шамасы бойынша бірдей болады. Оны элементар заряд деп атауға болады. Біз оны әрпімен белгілейміз. Кулонмен өрнектелген элементар заряд мынаған тең: . Егер әйтеуір бір себеппен (мысалы, үйкеу арқылы) денеде бір таңбалы бөлшектердің артық санын туғызсақ (осыған сәйкес мұнда екінші таңбалы бөлшек жетіспейтін болады), онда дене зарядталған болады.

Электр зарядтарының жоғалуы және қайтадан пайда болуы мүмкін. Алайда әрқашан қарама-қарсы таңбалы екі элементар заряд бір мезгілде жоғалып немесе пайда болып отырады. Сондықтан электрлік изоляцияланған жүйе зарядтарының қосындысы өзгеруі мүмкін емес. Бұл тұжырымдау электр зарядының сақталу заңы деп аталады.

Кулон заңы.

Бірдей таңбалы зарядтарды (немесе аттас зарядталған деп аталатын) тасушы денелер бірін-бірі тебеді. Ал, әр аттас зарядты денелер бірін-бірі тартады. Нүктелік деп аталатын зарядтардың өз ара әсер күші бағынатын заңды 1785 жылы Кулон анықтаған.

Нүктелік заряд - электрленген материялық нүкте. Нүктелік заряд деп осы дененің электр зарядтарын тасымалдайтын басқа денелерге дейінгі қашықтығымен салыстырғанда мөлшерін ескермеуге болатын зарядталған денені айтады.

Кулон заңы былай тұжырымдалады: нүктелік екі зарядтың өз ара әсер күші әрбір зарядтардың шамаларына пропорционал және олардың ара қашықтығының квадратына кері пропорционал. Кулон заңы мына формуламен өрнектеледі:

.

мұндағы: - пропорционалдық коэффициент, мен өз ара әсерлесетін зарядтардың шамалары, - олардың ара қашықтығы.

СИ системасында зарядтың бірлігі Кулон (К) болып табылады.

Кулон заңындағы пропорционалдық коэффициентті - ге тең деп алады. - шамасы электрлік тұрақты деп аталады. Ол мынаған тең: . Оның өлшеуіштігі электр сиымдылығын ұзындықққа бөлгенге тең. Осыған сәйкес оның бірліктерін фарад бөлінген метр деп өрнектейді.

Егер әсерлесуші зарядтар изотропты ортада болса, онда Кулон күші мынаған тең: F= ; Мұндағы: - ортаның диэлектрлік өтімділігі. Вакуумның диэлектрлік өтімділігі =1.

Электр зарядының көлемдік тығыздығы - r= ;

Электр зарядының беттік тығыздығы - s= ;

Электр зарядының сызықтық тығыздығы - = ;

Егер жүйе сыртқы ортамен ешбір электр зарядтарымен алмаспаса, ондай жүйені – оқшауланған электр жүйесі дап атайды. Оқшауланған электр жүйесі үшін электр зарядының сақталу заңы орындалады.

Кез-келген тұйықталған жүйеде электр зарядтарының алгебралық қосындысы әр уақытта өзгеріссіз қалып отырады, яғни

Оқшаулаған жүйені құрайтын зарядталған денелер немесе бөлшектердің алгебралық қосындысы барлық процестерде өзгермейді.